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計算神経科学：ショウジョウバエのロコモーションの全身物理シミュレーション
Nature 643, 8074 doi: 10.1038/s41586-025-09029-4
動物の体は、神経系が行動を生成する仕組みに影響を与える。感覚運動行動の神経制御を正確にモデル化するには、解剖学的に詳細な体の生体力学的表現が必要となる。本論文で我々は、物理シミュレーター上でのキイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の全身モデルを報告する。汎用的な枠組みとして設計されたこのモデルは、地上と空中の両方でのロコモーションについてハエの多様な行動をシミュレーション可能である。我々は、ハエの実際的な歩行行動と飛行行動を再現することで、その汎用性を確認した。我々はまた、これらの行動を裏付けるために、流体力と接着力の現象論的モデルを開発した。そして、データ駆動型のエンドツーエンド強化学習を用いて、高レベルの舵取り指令に応じて複雑な軌跡に沿って自然なロコモーションを生成できる、ニューラルネットワークコントローラーを訓練した。さらに我々は、視覚センサーと階層的な運動制御の使用法を示し、高レベルのコントローラーを、事前訓練した低レベルの飛行コントローラーを再利用して視覚誘導型の飛行課題を実行するよう訓練した。我々のモデルは、身体化された状況下で感覚運動行動の神経制御を研究するための、オープンソースプラットフォームとして機能する。
