చూడటం, లెక్కించడం నేర్చుకున్న ఈగ వైరింగ్ పటం

మెదడు చేయగలిగిన వాటిలో ఎంత భాగం ఇప్పటికే దాని వైరింగ్‌లో రాసి ఉంటుంది? ఈ ప్రశ్నను ఇప్పుడు ఒక జంతువు విషయంలో పరీక్షించవచ్చు: వయోజన పండ్ల ఈగ మెదడు పూర్తి వైరింగ్ పటాలు — కనెక్టోమ్‌లు — ఇప్పుడు అందుబాటులో ఉన్నాయి. రచయితల ప్రకారం, సంక్లిష్ట ప్రవర్తన చూపగల మెదడుకు ఇవే మొదటి పూర్తి పటాలు. పరీక్షించాల్సిన ఒక ఆలోచన వైరింగ్ పొదుపు: ఖరీదైన పొడవైన కనెక్షన్లను కనిష్ఠంగా ఉంచుతూ బాగా పనిచేసే సర్క్యూట్లను పరిణామం ఇష్టపడాలి.

కంప్యూటర్‌లో మెదడు, ముందు ఒక కన్ను

కాటలోనియాలోని తర్రగోనాలో ఉన్న రొవిరా ఇ విర్జిలి విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఎవుడాల్ కొరెయిగ్-ఫ్రాగా (Eudald Correig-Fraga), రోజర్ గిమెరా (Roger Guimerà), మార్తా సాలెస్-పార్డో (Marta Sales-Pardo) Drosophila melanogaster యొక్క సరిచూసిన కనెక్టోమ్‌తో మొదలుపెట్టారు: 1,39,255 న్యూరాన్లు, 5.45 కోట్ల సినాప్టిక్ కనెక్షన్లు.

వారు మొదట అదే డేటా నుంచి ఈగ సంయుక్త నేత్రాన్ని పునర్నిర్మించారు. కాంతిగ్రాహక కణాల స్థానాల నుంచి, కంటిలోని చిన్న యూనిట్లలో ఒకటైన ప్రతి ఒమాటిడియమ్‌ను, అది దృష్టి క్షేత్రంలో ఎంత భాగాన్ని చూస్తుందో పునర్నిర్మించారు. ప్రతి రకం కాంతిగ్రాహకానికి దాని కొలిచిన రంగు సున్నితత్వాన్ని ఇచ్చారు, సాధారణ ఎరుపు-ఆకుపచ్చ-నీలం చిత్రాలను వాడగలిగేలా దాన్ని 200 నానోమీటర్లు జరిపారు; దీంతో ఈగ అతినీలలోహిత ఛానల్ నీలంగా మారుతుంది.

చిత్రం నుంచి నిర్ణయం వరకు: రంగు చుక్కలను పునర్నిర్మించిన సంయుక్త నేత్రం గ్రహిస్తుంది, తర్వాత కార్యకలాపం అసలు వైరింగ్ గుండా కెన్యాన్ కణాల వరకు ప్రవహిస్తుంది. — Figure 1, Correig-Fraga, Guimerà & Sales-Pardo (2026), arXiv:2610.10023.

కాంతి తర్వాత రెటీనా న్యూరాన్లను ఉత్తేజపరుస్తుంది, కార్యకలాపం అసలు వైరింగ్ గుండా అంచెలంచెలుగా మష్రూమ్ బాడీలోని కెన్యాన్ కణాల వరకు వ్యాపిస్తుంది, అక్కడ ఒకే ఒక సరళమైన యూనిట్ నిర్ణయాన్ని చదువుతుంది. మెదడుకు ఏమీ జోడించరు. మోడల్ నేర్చుకోగలిగేది ఇప్పటికే ఉన్న ప్రతి కనెక్షన్‌కు ఒక బలం మాత్రమే, అది వాస్తవంగా గమనించిన సినాప్సుల సంఖ్యను ఎప్పుడూ మించకుండా పరిమితి ఉంటుంది.

రంగు, ఆకారం, సంఖ్య

బృందం మూడు దృశ్య పనులను పరీక్షించింది:

• రంగు. వృత్తం నీలమా, పసుపా? ప్రతి మోడల్ 100%కి దగ్గరగా స్కోర్ చేసింది. అసలు వైరింగ్ ఏ శిక్షణా లేకుండానే 92% చేరింది.
• ఆకారం. వృత్తమా, నక్షత్రమా? దృష్టి క్షేత్రం ఎడమ సగంలోని చిత్రాలపై శిక్షణ ఇచ్చి కుడి సగంపై పరీక్షించగా, అసలు వైరింగ్ 64% చేరింది.
• సంఖ్య. ఏ రంగుకు ఎక్కువ చుక్కలు ఉన్నాయి? పరిమాణం సమాధానాన్ని బయటపెట్టకుండా ప్రతి రంగు మొత్తం వైశాల్యాన్ని సమానం చేశారు. ఎన్ని చుక్కలు ఉన్నాయో మోడల్‌కు ఎప్పుడూ చెప్పలేదు. రెండు సంఖ్యల మధ్య నిష్పత్తితో పాటు దాని కచ్చితత్వం పెరిగింది, నిష్పత్తి 1.5 వద్ద 64% నుంచి నిష్పత్తి 5 వద్ద 85% వరకు. ఆ నమూనా సుమారైన సంఖ్యా జ్ఞానానికి సంకేతం, ఇది నిజమైన పండ్ల ఈగల్లోనూ కనిపించిందని పత్రం పేర్కొంటుంది.

కలగలిపిన మెదళ్లు

కచ్చితమైన వైరింగ్ ముఖ్యమా అని పరీక్షించడానికి, పరిశోధకులు మెదడుకు నాలుగు కలగలిపిన రూపాలను నిర్మించారు, అన్నింటిలోనూ అవే న్యూరాన్లు:

• ఒక పరిమితులు లేని రూపం, ఇందులో ప్రతి న్యూరాన్ బయటికి వెళ్లే కనెక్షన్లు యాదృచ్ఛిక లక్ష్యాలకు వెళ్తాయి, దీంతో చాలా పొడవైన తీగలు ఏర్పడతాయి;
• ఒక కత్తిరించిన రూపం, దాని మొత్తం వైరింగ్ ఖర్చు అసలు మెదడుతో సమానమయ్యే వరకు కత్తిరించారు, కానీ సగటున పొడవైన కనెక్షన్లతో;
• రెండు దూరం సరిపోల్చిన రూపాలు, ఇవి తీగల పొడవుల అసలు పంపిణీని, మొత్తం వైరింగ్ ఖర్చును నిలుపుకుంటాయి.

పొడవైన తీగలున్న కలగలిపిన మెదళ్లలో, రెండో అంచె నాటికే కార్యకలాపం దాదాపు మెదడు మొత్తాన్ని ముంచెత్తుతుంది; అసలు మెదడులో అది కంటి నుంచి లోపలికి మరింత క్రమంగా కదులుతుంది.

మూడు పనులపై అసలు కనెక్టోమ్ (నీలం), నాలుగు కలగలిపిన రూపాల కచ్చితత్వం; కుడివైపు, రెండు పరిమాణాల మధ్య నిష్పత్తి పెరిగే కొద్దీ సంఖ్యా వివక్ష మెరుగుపడుతుంది. — Figure 3, Correig-Fraga, Guimerà & Sales-Pardo (2026), arXiv:2610.10023.

పొడవైన తీగలకు చెల్లించే మూల్యం

పరిమితులు లేని, కత్తిరించిన మెదళ్లు ఎక్కువ స్కోర్ చేశాయి, ఉదాహరణకు ఆకారాలపై 64%కి బదులు 70%. పొడవైన కనెక్షన్ల ద్వారా ఎక్కువ న్యూరాన్లను వేగంగా చేరడం ద్వారా అవి లాభపడతాయి — రచయితల వాదన ప్రకారం, నిజమైన జంతువుకు శక్తి, అభివృద్ధిలో సంక్లిష్టత అనే మూల్యం పడేది సరిగ్గా ఇలాంటి కనెక్షన్లకే. పోలిక న్యాయంగా ఉన్నప్పుడు — అదే వైరింగ్ బడ్జెట్, అదే తీగ పొడవుల పంపిణీతో — అసలు ఈగ మెదడు ప్రతి పనిలోనూ రెండు కలగలిపిన ప్రత్యర్థులనూ ఓడించింది. పనితీరుకూ వైరింగ్ ఖర్చుకూ మధ్య పరిణామం కుదిర్చిన సమర్థమైన సమతుల్యతగా రచయితలు దీన్ని చదువుతున్నారు.

ఉద్దేశపూర్వకంగా సరళమైన మోడల్

ఈ మోడల్ నిజమైన న్యూరాన్ల జీవశాస్త్రంలో చాలా భాగాన్ని విస్మరిస్తుంది: ఫైరింగ్ రేట్లు లేవు, కాల స్థిరాంకాలు లేవు, కెన్యాన్ కణాల ద్వారా చదవడం ఈగ పూర్తి నిర్ణయ సర్క్యూట్ కాకుండా సౌలభ్యం కోసం చేసిన ఎంపిక. ప్రతి కలగలిపిన మెదడును ఒక్కసారి మాత్రమే సృష్టించారు. రచయితలు ఈ పనిని ఒక ప్రారంభ బిందువుగా చూపుతున్నారు: మరింత సుసంపన్నమైన న్యూరాన్ డైనమిక్స్‌ను జోడించే ముందు, కొలిచిన వైరింగ్ పటం తనంతట తానుగా ఏం చేయగలదో అడిగే ఒక మార్గం.