第一次觸及只有人類才能完成的技能
WSU研究團(tuán)隊(duì)首次開發(fā)出一種用于繪制腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)模型，其繪制結(jié)果與人工計(jì)算腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)幾乎一樣準(zhǔn)確 - 這可以加速研究人員對(duì)于腦電路的圖像分析。
長(zhǎng)期以來，人們一直在努力提高對(duì)人腦電路的理解，但受到其龐大復(fù)雜性的挑戰(zhàn)而進(jìn)展緩慢?！斑@項(xiàng)工作類似于使用衛(wèi)星拍攝地球，并要求映射出1000億個(gè)家庭，所有連接街道和每個(gè)人的目的地。”電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院副教授，項(xiàng)目主任研究員Shuiwang Ji說到。
實(shí)際上，研究人員花了十多年的時(shí)間，才完全映射出一只動(dòng)物大腦的電路 —— 一只只有302個(gè)神經(jīng)元的蠕蟲。與此同時(shí)，人類大腦有大約1000億個(gè)神經(jīng)元，需要完全了解其電路的數(shù)據(jù)量需要1000EB的數(shù)據(jù)，或者相當(dāng)于目前世界上所有的數(shù)據(jù)。
（注：1EB=1024PB=1152921504606847000B）
神經(jīng)元的神經(jīng)元
為了映射神經(jīng)元，研究人員目前使用電子顯微鏡拍照——一個(gè)圖像通常包含少量的神經(jīng)元。然后，研究人員研究每個(gè)神經(jīng)元的形狀和大小以及與其他附近神經(jīng)元的數(shù)千個(gè)連接，以了解其在行為或生物學(xué)中的作用。
“我們對(duì)于大腦如何工作不太了解，”Ji說。
對(duì)這些電路的初步了解，研究人員仍無能力探尋毀滅性腦疾病的原因，如阿爾茨海默病，精神分裂癥，孤獨(dú)癥或帕金森病。
相反，他們必須依靠試驗(yàn)和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)才能得到治療。美國(guó)國(guó)家工程院已將人類大腦的理解提升為21世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn)之一。
人類，曾經(jīng)無可比擬地準(zhǔn)確
2013年，麻省理工學(xué)院組織了一場(chǎng)比賽，呼吁研究人員開發(fā)自動(dòng)計(jì)算機(jī)算法，可以加快圖像分析，解碼和了解腦電路圖像。
作為比賽的一部分，將算法與真正的神經(jīng)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的工作進(jìn)行比較。Ji說，如果計(jì)算機(jī)能夠像人類一樣準(zhǔn)確，那么他們能夠比人類更快更便宜地進(jìn)行計(jì)算。
WSU的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了第一個(gè)能夠達(dá)到人類精度水平的計(jì)算模型。
正如人眼接收信息，然后在多個(gè)階段進(jìn)行分析，WSU團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)計(jì)算模型，將圖像作為輸入，然后在多層次的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行處理，然后再作出決定。在他們的算法中，研究人員開發(fā)了一種模仿人類復(fù)雜生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
雖然WSU研究團(tuán)隊(duì)能夠在麻省理工學(xué)院的挑戰(zhàn)中達(dá)到人的準(zhǔn)確性，但是在使計(jì)算機(jī)開發(fā)完整和準(zhǔn)確的神經(jīng)圖時(shí)，他們?nèi)匀恍枰龊芏喙ぷ鳌?/p>
Ji說，電腦還是出現(xiàn)了大量的錯(cuò)誤，而且還沒有一個(gè)比較人力和計(jì)算結(jié)果的黃金標(biāo)準(zhǔn)。盡管預(yù)計(jì)自動(dòng)化方法將很快完全取代人類可能并不現(xiàn)實(shí)，但他的計(jì)算方法的改進(jìn)必將導(dǎo)致手動(dòng)校對(duì)閱讀的減少。
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