Hyper-detaillierte Karte eines Fliegenhirns zeigt, welche Neuronen Verhalten auslösen - Aufstrebende Tech - 2019

[GER] Flache Erde Karten und Modelle ; Magnetische FE Modelle ; FE Bewegung und Erwachen (Juni 2019).

Anonim

Während das letztendliche Ziel der künstlichen Intelligenz darin besteht, Computer zu entwickeln, die Intelligenz aufweisen können, die gleich oder größer ist als die des menschlichen Gehirns (möglicherweise das letztere), gibt es einige Benchmarks, die wir zuerst erreichen müssen. Eine davon ist, die weniger komplexen Gehirne anderer Kreaturen in einem Computer zu replizieren. Um dies zu erreichen, muss man zunächst genau verstehen können, wie die Gehirne der Lebewesen auf zellulärer Ebene funktionieren - einschließlich der Frage, wie neuronale Schaltkreise ein bestimmtes Verhalten auslösen.

Die Forscher des Howard Hughes Medical Institute tragen dazu bei, mit einem neuen Projekt beizutragen, mit dem erklärten Ziel, einen Gehirn-weiten "Atlas" des Fruchtfliegenverhaltens zu schaffen.

"Während das Fruchtfliegengehirn viel einfacher ist als das menschliche Gehirn, enthält es immer noch etwa 100 000 miteinander verbundene Neuronen, die sich auf komplexe Weise verbinden, um Verhalten hervorzurufen", sagte Projektleiterin Dr. Kristin Branson gegenüber Digital Trends. "Unsere Studie nutzte einige sehr neue Technologien. Wir verwendeten kürzlich entwickelte genetische Techniken, um spärliche Populationen von Neuronen zu aktivieren. Wir haben auch neue Bildverarbeitungs- und Lernalgorithmen zur Analyse der gesammelten Daten verwendet. "

Die Ergebnisse, die das Team erzielt hat, sind die tiefste neuronale Karte des Verhaltens von Fruchtfliegen. Das Projekt umfasste das Studium von 2, 204 Populationen von Fliegen, um die beteiligten Neuronen mit 14 verschiedenen Verhaltensweisen zu finden, die von Flügeln bis zu versuchten Kopulationen reichen. Hätten die Menschen anstelle von maschinellen Lernalgorithmen die "Verhaltensetikettierung" des Projekts durchführen müssen, hätte die Aufgabe offensichtlich 3 800 Jahre gedauert. Auch im Bereich langfristiger Forschungsprojekte gilt das als übertrieben!

"Wir haben die Regionen des Fliegenhirns kartiert, die an einer Vielzahl von Fortbewegungs- und sozialen Verhaltensweisen beteiligt sind", fuhr Branson fort. "Wir haben dies bei der Auflösung einzelner Neuronen im gesamten Gehirn getan. Wir hoffen, dass die Verhaltens-Anatomie-Karten, die sich aus unserer Studie ergeben, es anderen Biologen ermöglichen werden, die genauen Berechnungen zu verstehen, die das Gehirn durchführt, um diese Verhaltensweisen zu erzeugen. "

Die Arbeit des Forschers beschränkt sich jedoch nicht nur auf Fruchtfliegen. "Wenn wir anfangen zu entziffern, wie das Fruchtfliegen-Gehirn unser Verhalten umsetzt, hoffen wir, gemeinsame Prinzipien und Motive neuronaler Berechnungen zu finden, die über Fruchtfliegen hinausgehen", bemerkte sie. "Das Verständnis von Schaltkreisberechnungen beinhaltet die Simulation unserer Modelle dieser Schaltkreise im Computer, um uns selbst zu beweisen, dass wir das System verstehen, und es uns vielleicht ermöglichen zu verstehen, warum diese spezielle Implementierung von Verhalten vorteilhaft ist."

Während derzeit künstliche neuronale Netze nur eine Annäherung an die Funktionsweise des Gehirns darstellen, wird hoffentlich Forschung, wie sie vom Howard Hughes Medical Institute durchgeführt wurde, dazu beitragen, dass Gehirn-inspirierte Berechnungen auf die nächste Stufe vorrücken. Ein Papier über die Forschung wurde in der Zeitschrift Cell veröffentlicht .