果蝇的生活是什么样的？人工智能提供了一瞥。

果蝇经常被捕捉到在变黄的香蕉或熟透的西葫芦上爬行。果蝇是一种与人类明显不同的昆虫。但在内部，它们实际上与人类有75%的致病基因相同。几十年来，这些微小生物的基因组一直是科学家探索某些特征如何代代相传的主要课题。然而，苍蝇可能很难追踪，因为它们很小，人类科学家很难区分。

这就是为什么杜兰大学的一组研究人员创建了名为Machine-learning-based自动果蝇行为检测和注释的软件，该软件在6月下旬《科学进展》的一篇文章中有所描述。他们定制设计的系统使用摄像头同时跟踪多只果蝇，并且可以识别特定果蝇何时饥饿、疲惫，甚至向潜在伴侣唱小夜曲。通过跟踪具有不同遗传背景的个体果蝇的特征，人工智能系统可以看到它们之间的异同。

“苍蝇是生物学中如此重要的一个模型。许多基础发现始于果蝇——从染色体的遗传基础到辐射和突变，再到先天免疫——这与人类健康有关，”通讯作者、杜兰大学生物化学和分子生物学教授吴敏·邓说。“我们希望利用这个系统能够真正识别和量化果蝇的行为。”

邓和他的研究团队不仅开发了一种机器学习系统，可以减少人为错误，提高研究黑腹果蝇的效率，还能够识别一种叫做无结果基因的基因。

这种已知控制信息素产生的基因也被发现控制果蝇如何闻到信息素和周围果蝇交配时释放的其他化学信号。邓说，这种基因可以从体内完全不同的器官控制相同的行为回路（表达过度或表达不足时）。

“无果基因是苍蝇求偶神经行为的主要调节器，”邓说。

因为这种软件可以让研究人员在空间和时间上可视化实验动物（包括老鼠和鱼）的行为，杜兰大学医学院的研究生、该论文的作者孙杰说，它使他们能够描述正常的行为，以及可能与疾病相关的行为。“MAFDA系统还允许我们仔细比较不同的果蝇及其行为，并在其他动物身上观察到这一点，”孙杰说。

冷泉港实验室计算机科学教授萨凯特·纳夫拉卡没有参与这项研究，他说，科学家可以从计算机科学中获得灵感，并将其融入生物学等其他领域。我们的大部分创造力可以来自于将不同的领域和技能编织在一起。

杜兰大学医学院的研究生刘文侃说，通过监控果蝇的跳跃、行走或翅膀拍打，创新的人工智能系统可以让“我们对社会行为进行注释并将其数字化。”“例如，如果我们使用癌蝇，我们可以尝试发现癌蝇的社会事件、互动（和）社会行为与正常社会行为之间的不同之处。”

这种深度学习工具也是推进两个独立领域的一个例子：计算机科学和生物学。纳夫拉卡说，当研究动物、人或环境时，我们会获得新的算法。“我们实际上是从生物学中学习新的计算机科学。”

该系统还可以应用于药物筛选，并在未来用于研究进化或生物计算。

“这对我们来说是一个新的研究领域，”邓说。“我们每天都在学习新事物。”