2013年11月07日09:03
昆虫賽博格亮相
那麼，如何再現昆虫的大腦呢。首先，在昆虫大腦中的各神經細胞內插入微小電極。然后，向昆虫施加刺激，分析神經細胞如何發出信號，從而明確各細胞發揮的作用。神經電路的物理構造通過注入色素實現可視化。
光這些還不夠，因為腦內的細胞是時刻變化的。以人為例，最初需要邊思考邊笨拙地使用的棒球棒和汽車會逐漸變地像是自己身體的一部分一樣熟練使用。這是因為大腦隨著學習發生了變化。
跟人類一樣，昆虫也會根據周圍的環境學習。有些實驗如實地反映了這種情況，比如讓蠶蛾操控機器人。
如下面的照片所示，把蠶蛾放在機器人內部的球上。蠶蛾一爬動，球就會轉起來。根據這個動作，機器人也會像蠶蛾一樣動起來。
實驗人員搞了個惡作劇，做了一些調整，即使蠶蛾向前進，機器人依然向右拐。結果，蠶蛾調整了自己的動作，巧妙地使機器人到達了目的地——費洛蒙源。這是因為蠶蛾掌握了機器人容易右拐的特性，自己進行了行為調整。
神崎教授的研究團隊還進一步推進了研究，從昆虫的腦中提取電信號，用來驅動機器人。也就是制作了“昆虫賽博格”。
昆虫賽博格配備了切下的帶有觸角和復眼的蠶蛾頭部。通過放在特殊液體裡，蠶蛾不會立即死亡。研究人員用蠶蛾大腦發出的信號驅動馬達，移動了機器人（體）。
由此，可以實時記錄當昆虫學習周圍情況的變化時，腦神經信號會如何變化。研究人員根據該數據推測了學習過程中的腦內變化。首先，用超級計算機再現了腦的嗅覺和運動系統，從而更接近實際昆虫的大腦。
有望最快實用化的，是大腦的氣味檢測功能的應用。
蠶蛾具備超高的嗅覺，能以秒為單位檢測到濃度為10億分之1的氣味。目前的人工傳感器要想檢測到同等水平濃度的氣味需要約10分鐘。
神崎教授通過改變基因，使蠶蛾的嗅覺受體細胞對費洛蒙以外的特定氣味發生反應並發光。目前正在制作提取細胞，使之成為對氣味發生反應並發光的傳感器。神崎教授的夢想是將其“用於探測毒品和爆炸物等”。
再現昆虫大腦的研究是為將來再現人腦而邁出的第一步。通過逼近人腦，未來機器人技術的關鍵——人工智能的性能可實現飛躍性提高。此外，還能為腦神經系統的疾病治療開拓道路，比如用其他回路彌補壞死神經回路的功能等。
與生物的大腦具備同等功能的汽車和機器人，與人類共存的社會，也許並不遙遠。（作者：廣岡延隆，日經技術在線！供稿）
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