Птичьи мозги для дрона Воронам хватает примерно четверти секунды, чтобы определить направление движения и начать действовать. В новой работе в Science исследователи из Тюбингенского университета показали, как эта скорость связана с формированием выбора в нейронах. Двух чёрных ворон обучили различать движение точек на экране. Часть точек двигалась согласованно, остальные создавали зрительный шум. Птица должна была определить общее направление и клюнуть соответствующую мишень. От начала движения точек до начала движения головы к выбранной мишени проходило около 235 миллисекунд. Это примерно вдвое быстрее, чем у людей и макак в опубликованных исследованиях с сопоставимой задачей. При хорошо различимом сигнале точность приближалась к 100%; в среднем по всем уровням сложности составляла около 74%. Во время выполнения задачи исследователи записывали активность 248 нейронов в ассоциативной области мозга птиц. Уже примерно через 70 миллисекунд после появления движения возникали первые нейронные сигналы, связанные с будущим выбором. Активность части клеток постепенно нарастала, причём характер этого роста зависел от силы зрительного сигнала. Такая динамика согласуется с накоплением информации в пользу одного из вариантов — механизмом, известным по исследованиям приматов. Особенно показательная деталь: нейронная активность предсказывала выбор птицы даже тогда, когда она ошибалась или точки вообще двигались хаотично, без общего направления. Значит, исследователи смогли зарегистрировать сигнал формирующегося решения, включая выбор в условиях неопределённости. И всё это — в мозге, у которого нет шестислойной коры млекопитающих. Сходные принципы принятия решений работают в другой нейронной архитектуре — причём в этой задаче с существенно меньшей задержкой. Авторы предполагают, что преимущество складывается из быстрой обработки зрительных сигналов, коротких расстояний между нейронами и многочисленных обратных связей в компактном мозге птицы. Точный вклад этих факторов ещё предстоит установить. Для нейроморфной исследовательской программы это повод изучать компактные сети с обратными связями и короткий цикл «восприятие — выбор — действие». Дальнейшие исследования необходимы, чтобы понять какие сочетания архитектуры сети и физического размещения её элементов сокращают задержку при заданной точности, а также измерял энергию на решение. Быстродействие птиц даёт ориентир; энергетический выигрыш искусственной системы остаётся отдельной исследовательской задачей — в этой работе энергопотребление не измеряли. Дроны не обязаны летать как птицы. Но вполне могут научиться «думать» как пернатые — быстро превращать увиденное в точное действие. А если к этому еще добавить чип-органоид на базе нейронов вороны… Но лучше уже я не буду думать в эту сторону.