To jest mapa pół miliarda połączeń w maleńkim fragmencie mózgu myszy

Wszystkie instytuty

Neuronaukowcy opublikowali najbardziej szczegółową mapę 3D mózgu ssaków, jaką kiedykolwiek stworzono, stworzoną ze zwierzęcia, którego architektura mózgu jest bardzo podobna do naszej — myszy.

Mapa i bazowy zbiór danych, które są teraz swobodnie dostępne dla publiczności , przedstawiają ponad 200 000 neuronów i pół miliarda połączeń nerwowych zawartych w sześcianie mózgu myszy nie większym niż ziarnko piasku.

Nowe badania są częścią Inteligencja maszyny z programu Cortical Networks (MICrONS) , który ma nadzieję ulepszyć następną generację algorytmów uczenia maszynowego poprzez inżynierię wsteczną kory mózgowej – części mózgu odpowiedzialnej u ssaków za wyższe funkcje, takie jak planowanie i rozumowanie. Dane zebrało konsorcjum naukowców kierowane przez grupy z Instytutu Allena, Baylor College of Medicine i Princeton University.

Niektórzy uważają, że być może podstawowe sekrety ludzkiej inteligencji można znaleźć w badaniu kory mózgowej, mówi H. Sebastian Seung , profesor informatyki i neuronauki w Princeton oraz główny naukowiec MICRONS. Dlatego jest to tak tajemniczy, efektowny temat w neuronauce. Gdy naukowcy dowiadują się więcej o mózgu, ich odkrycia mogą prowadzić do bardziej ludzkiej sztucznej inteligencji.

Tworzenie mapy było pięcioletnim projektem składającym się z trzech etapów. Pierwsza polegała na wykonaniu pomiarów tego, co robił mózg myszy, gdy zwierzę żyło. Dzięki temu uzyskano ponad 70 000 obrazów aktywnych komórek mózgowych, gdy mysz przetwarzała informacje wizualne. Następnie naukowcy z projektu MICrONS wycięli mały kawałek mózgu i pokroili go na ponad 25 000 ultracienkich kawałków. Następnie użyli mikroskopii elektronowej, aby wykonać ponad 150 milionów zdjęć tych kawałków w wysokiej rozdzielczości.

Powiązana historia

Wewnątrz Moonshot — starania, aby wreszcie rozgryźć mózg

Sztuczna inteligencja jest jedynie luźno wzorowana na mózgu. A co, jeśli chcesz to zrobić dobrze? Musiałbyś zrobić to, co do tej pory było niemożliwe: zmapować, co faktycznie dzieje się w neuronach i włóknach nerwowych.

Poprzednie schematy okablowania, jak znane są obrazy, miały zmapowane złącza dla muszka owocowa i ludzki mózg. Jednym z powodów, dla których MICrONS został tak dobrze przyjęty, jest to, że zestaw danych może poprawić zrozumienie mózgu przez naukowców i być może pomóc im w leczeniu zaburzeń mózgu.

Venkatesh Murthy, profesor biologii molekularnej i komórkowej na Uniwersytecie Harvarda, który bada aktywność neuronalną u myszy, ale nie brał udziału w badaniach, mówi, że projekt daje jemu i innym naukowcom widok z lotu ptaka na interakcje między pojedynczymi neuronami, oferując znakomicie wysokiej rozdzielczości zamrożenie kadrować obraz, który można powiększyć.

R. Clay Reid , starszy badacz w Instytucie Allena i inny główny naukowiec projektu MICrONS, mówi, że zanim badania w ramach programu zostały ukończone, pomyślałby, że taki poziom odbudowy jest niemożliwy.

Reid mówi, że dzięki uczeniu maszynowemu proces przekształcania dwuwymiarowych schematów połączeń mózgu w modele trójwymiarowe stał się wykładniczo lepszy. To zabawne połączenie bardzo starej dziedziny i nowego do niej podejścia – mówi.

Reid porównał nowe obrazy z pierwszymi mapami ludzkiego genomu, ponieważ dostarczają one fundamentalnej wiedzy do wykorzystania przez innych. Wyobraża sobie, jak pomagają innym dostrzec struktury i relacje wewnątrz mózgu, które wcześniej były niewidoczne.

Pod wieloma względami uważam to za początek, mówi Reid. Te dane i rekonstrukcje oparte na sztucznej inteligencji mogą być wykorzystywane przez każdego, kto ma połączenie z Internetem i komputerem, do zadawania niezwykłego zakresu pytań dotyczących mózgu”.

ukryć