Dette er et kort over en halv milliard forbindelser i en lille smule musehjerne

Alle institutter





Neurovidenskabsmænd har udgivet det mest detaljerede 3D-kort over pattedyrshjernen, der nogensinde er lavet, skabt af et dyr, hvis hjernearkitektur er meget lig vores egen - musen.

Kortet og det underliggende datasæt, som nu er frit tilgængelige for offentligheden , skildrer mere end 200.000 neuroner og en halv milliard neurale forbindelser indeholdt i en kube af musehjerne, der ikke er større end et sandkorn.

Den nye forskning er en del af Maskin Intelli gence fra Cortical Networks (MICrONS) program , som håber at forbedre den næste generation af maskinlæringsalgoritmer ved at omvendt manipulere hjernebarken - den del af hjernen, der hos pattedyr er ansvarlig for højere funktioner som planlægning og ræsonnement. Et konsortium af forskere ledet af grupper fra Allen Institute, Baylor College of Medicine og Princeton University indsamlede dataene.



Nogle mennesker tror, ​​at de grundlæggende hemmeligheder bag menneskelig intelligens måske findes i at studere cortex, siger H. Sebastian Seung , professor i datalogi og neurovidenskab ved Princeton og ledende videnskabsmand for MICrONS. Det er derfor, det har været et så mystisk, glamourøst emne inden for neurovidenskab. Efterhånden som videnskabsmænd lærer mere om hjernen, kan deres opdagelser føre til mere menneskelig AI.

At skabe kortet var et femårigt projekt med tre faser. Den første indebar målinger af, hvad musens hjerne gjorde, da dyret var i live. Dette producerede mere end 70.000 billeder af aktive hjerneceller, mens musen behandlede visuel information. Derefter skar MICrONS-forskere et lille stykke af hjernen ud og snittede det i mere end 25.000 ultratynde stykker. Dernæst brugte de elektronmikroskopi til at tage mere end 150 millioner billeder i høj opløsning af disse stykker.

Inde i Moonshot-bestræbelserne på endelig at finde ud af hjernen

AI er kun løst modelleret på hjernen. Så hvad nu hvis du ville gøre det rigtigt? Du bliver nødt til at gøre det, der har været umuligt indtil nu: kortlægge, hvad der faktisk sker i neuroner og nervefibre.



Tidligere ledningsdiagrammer, som billederne er kendt, har kortlagt konnektorer for frugtflue og menneskelige hjerner. En af grundene til, at MICrONS er blevet så godt modtaget, er, at datasættet har potentialet til at forbedre videnskabsmænds forståelse af hjernen og muligvis hjælpe dem med at behandle hjernesygdomme.

Venkatesh Murthy, en professor i molekylær og cellulær biologi ved Harvard University, som studerer neural aktivitet hos mus, men som ikke var involveret i undersøgelsen, siger, at projektet giver ham og andre forskere et fugleperspektiv på, hvordan enkelte neuroner interagerer, hvilket giver en udsøgt høj opløsning fryser rammebillede, som de kan zoome ind på.

R. Clay Reid , en seniorforsker ved Allen Institute og en anden ledende videnskabsmand for MICrONS-projektet, siger, at før programmets forskning var færdig, ville han have troet, at dette niveau af genopbygning var umuligt.



Reid siger, at med maskinlæring er processen med at omdanne todimensionelle ledningsdiagrammer af hjernen til tredimensionelle modeller blevet eksponentielt bedre. Det er en sjov kombination af et meget gammelt felt og en ny tilgang til det, siger han.

Reid sammenlignede de nye billeder med de første kort over det menneskelige genom, idet de giver grundlæggende viden, som andre kan bruge. Han forestiller sig, at de hjælper andre med at se strukturer og relationer inde i hjernen, som tidligere var usynlige.

Det betragter jeg på mange måder som begyndelsen, siger Reid. Disse data og disse AI-drevne rekonstruktioner kan bruges af alle med en internetforbindelse og en computer til at stille en ekstraordinær række spørgsmål om hjernen.'



skjule