大脑皮层神经网络测量取得新突破

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  科技日报北京10月31日电 (记者顾钢)哺乳动物的大脑具有多量神经细胞和极高的通信密度,是已知最冗杂的网络。德国马普脑科学研究所的一项研究是绘制哺乳动物大脑的脑组织图,记录局部结缔组织,并对其进行分析,以寻找前一天学习过程的痕迹。研究成果发表在近期《科学》杂志上。

  大脑研究到目前为止仅能检查大脑网络的一主次。“连接组学”这种新领域正致力于测量不同大脑区域和动物中更大的回路。

  由马普脑科学研究所主任莫里兹·赫尔姆斯特德领导的研究小组分析了一只4周龄小鼠大脑棘层的活检脑组织。该组织来自体感棘层,负责处理触摸信息。使用优化的基于AI的图像处理以及人机数据分析之间的有效交互,研究人员可以在此组织段中重建所有最少6万个突触和最少2.7米的神经元网络。

  重建的组织再现了约7000个轴突和最少3700个突触后神经细胞过程之间的结缔,即神经网络局部完整性的通信图。重建不仅产生了更大的网络图,有已经传输速率提高了约33倍,这是哺乳动物大脑进行密集的多项式重建的新标准。

  这种土土办法上的突破使研究人员可以分析其中蕴含的互连模式的连通性。根据突触的增长与加强伴随学习过程,亲们检查了神经网络通信图,以选着哪一主次显示了前一天学习的迹象。

  该研究项目的第一作者,亚历山德罗·莫塔解释说:“有已经或多或少突触可塑性模型对学习中突触的增强做出了准确的预测,这种,当小鼠學會识别猫或树时,亲们甚至可以从皮质神经网络通信图的快照中得出此学学习过程的频率估算。”

  项目负责人赫尔姆斯特德特说:“即使在曾经一块相对较小的大脑棘层中,蕴含的信息量和精度也令亲们感到惊讶,将所开发的土土办法从大脑研究应用到人工智能具有重要意义。”他还描述了三个小研究领域,通过未来的人工神经网络来学习生物神经网络,其主要参与者是谷歌和美国情报研究计划(IARPA)。

  总编辑圈点

  人体有三个小部位,其冗杂难懂程度堪比宇宙中最神秘的暗物质,那而是我我大脑。举例来说,仅仅从亲们每只眼睛到大脑的轴突就最少有100万个,而它们完整性就有共同工作!这种大规模的并行运作几乎所处在脑内的每一处工作区,在处理规模上,迄今没人一台人类制造的超级计算机能望其项背。有已经才说,现在对脑科学的每一步研究,就有未来人工智能神经网络发展的一丝曙光。

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