211service.com
Dit is een kaart van een half miljard verbindingen in een klein muizenbrein
Alle instituten
Neurowetenschappers hebben de meest gedetailleerde 3D-kaart vrijgegeven van de hersenen van zoogdieren die ooit zijn gemaakt, gemaakt van een dier waarvan de hersenarchitectuur sterk lijkt op die van ons: de muis.
De kaart en onderliggende dataset, die nu vrij beschikbaar zijn voor het publiek , tonen meer dan 200.000 neuronen en een half miljard neurale verbindingen in een kubus van muizenhersenen die niet groter is dan een zandkorrel.
Het nieuwe onderzoek maakt deel uit van de Machine-intelligentie gen uit het Cortical Networks (MICrONS) programma , die hoopt de volgende generatie algoritmen voor machinaal leren te verbeteren door reverse-engineering van de hersenschors - het deel van de hersenen dat bij zoogdieren verantwoordelijk is voor hogere functies zoals plannen en redeneren. Een consortium van onderzoekers onder leiding van groepen van het Allen Institute, Baylor College of Medicine en Princeton University verzamelde de gegevens.
Sommige mensen denken dat de fundamentele geheimen van menselijke intelligentie misschien te vinden zijn in het bestuderen van de cortex, zegt H. Sebastian Seung , een professor in computerwetenschappen en neurowetenschappen aan Princeton en een hoofdwetenschapper voor MICrONS. Daarom is het zo'n mysterieus, glamoureus onderwerp in de neurowetenschappen. Naarmate wetenschappers meer over de hersenen te weten komen, kunnen hun ontdekkingen leiden tot meer mensachtige AI.
Het maken van de kaart was een vijfjarig project met drie fasen. De eerste betrof het meten van wat de hersenen van de muis deden toen het dier nog leefde. Dit leverde meer dan 70.000 beelden op van actieve hersencellen terwijl de muis visuele informatie verwerkte. Vervolgens sneden MICrONS-onderzoekers een klein stukje van de hersenen uit en sneden het in meer dan 25.000 ultradunne stukjes. Vervolgens gebruikten ze elektronenmicroscopie om meer dan 150 miljoen afbeeldingen met een hoge resolutie van die stukken te maken.
Verwant verhaal
In de Moonshot-inspanning om eindelijk de hersenen te achterhalen AI is slechts losjes gemodelleerd naar de hersenen. Dus wat als je het goed wilt doen? Je zou moeten doen wat tot nu toe onmogelijk was: in kaart brengen wat er werkelijk gebeurt in neuronen en zenuwvezels.
Eerdere bedradingsschema's, zoals de afbeeldingen bekend zijn, hebben connectoren in kaart gebracht voor de fruit vlieg en menselijke hersenen. Een van de redenen waarom MICrONS zo goed is ontvangen, is dat de dataset het potentieel heeft om het inzicht van wetenschappers in de hersenen te verbeteren en hen mogelijk te helpen bij de behandeling van hersenaandoeningen.
Venkatesh Murthy, een professor in moleculaire en cellulaire biologie aan de Harvard University die neurale activiteit bij muizen bestudeert maar niet betrokken was bij het onderzoek, zegt dat het project hem en andere wetenschappers een vogelvlucht geeft in hoe afzonderlijke neuronen op elkaar inwerken, en een prachtig hoge resolutie bevriezing biedt frameafbeelding waarop ze kunnen inzoomen.
R. Clay Reid , een senior onderzoeker bij het Allen Institute en een andere hoofdwetenschapper voor het MICrONS-project, zegt dat voordat het onderzoek van het programma was voltooid, hij dacht dat dit niveau van reconstructie onmogelijk was.
Reid zegt dat met machine learning het proces van het omzetten van tweedimensionale bedradingsschema's van de hersenen in driedimensionale modellen exponentieel beter is geworden. Het is een grappige combinatie van een heel oud vakgebied en een nieuwe benadering ervan, zegt hij.
Reid vergeleek de nieuwe afbeeldingen met de eerste kaarten van het menselijk genoom, in die zin dat ze fundamentele kennis verschaffen die anderen kunnen gebruiken. Hij stelt zich voor dat ze anderen helpen structuren en relaties in de hersenen te zien die voorheen onzichtbaar waren.
Ik beschouw dit in veel opzichten als het begin, zegt Reid. Deze data en deze AI-aangedreven reconstructies kunnen door iedereen met een internetverbinding en een computer worden gebruikt om een buitengewoon scala aan vragen over de hersenen te stellen.'