大腦神經系統圖像可以繪製了,谷歌又發AI「大招」

我們的大腦神經系統是人體最複雜的系統,由大量神經組成迴路,像網絡那樣複雜。

近期谷歌開發出了新式AI算法,可繪製大腦神經系統圖像。

大腦神經系統圖像可以繪製了,谷歌又發AI“大招”

7月17日消息,據VentureBeat報道,在神經系統中繪製生物網絡結構圖(這個領域被稱為連接組學(connectomics))需要大量的計算。人類大腦中有大約860億個神經元,它們通過100萬億個突觸連接起來,對一立方毫米的組織進行成像就可以生成超過1000TB字節的數據。

幸運的是,人工智能(AI)可以提供幫助。

在《Nature Methods》雜誌上發表的論文中,谷歌和馬克斯-普朗克神經生物研究所的科學家們展示了一種遞歸神經網絡,它是為連接組學分析量身定做的系統。遞歸神經網絡是一種機器學習算法,經常用於手寫和語音識別。

谷歌的研究人員並不是第一個將機器學習應用於連接組學的人。今年3月份,英特爾與麻省理工學院的計算機科學和人工智能實驗室合作,開發了“下一代”大腦圖像處理流水線。但是谷歌聲稱,他們的模型準確性比以前的深度學習技術有了“數量級”的提高。

谷歌研究人員使用了一種邊緣檢測算法,該算法可以識別神經突(神經元本體的分支)的邊界,以及一種複發性卷積神經網絡(複發性神經網絡的一個子類),該神經網絡將神經元掃描中的像素聚集起來並突出顯示出來。

為了跟蹤準確性,研究團隊開發了“預期運行長度”(ERL),這是指標在大腦的3D圖像中給隨機神經元一個隨機點,然後測量算法在出錯前跟蹤神經元的距離。研究小組報告說,在對100萬立方微米的斑胸草雀進行腦部掃描後,該模型的表現比之前的算法“要好得多”。

谷歌研究員、論文主要作者維倫·賈恩(Viren Jain)和米查爾·詹納斯澤維斯基(Michal Januszewski)表示:“這些自動化的結果結合少量的額外人力可以幫助解決剩餘的錯誤,而馬克斯普朗克研究所的研究人員現在可以研究鳴禽大腦的連接組,以獲得斑胸草雀如何鳴唱的新洞見,並測試它們如何學習鳴唱的理論。”

除了論文之外,這個研究團隊還在Github上發佈了模型的TensorFlow代碼,以及他們用來可視化數據集和改進重構結果的WebGL 3D軟件。他們計劃未來繼續改進這個系統,目標是使突觸解析過程完全自動化,並“為馬克斯普朗克研究所和其他機構的項目做出貢獻”。

希望谷歌團隊在未來能給我們帶來更多的驚喜,讓我們盡情期待吧!


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