الگوریتم کامپیوتر برای اولین بار مغز را نقشه می‌کشد

یک تیم تحقیقاتی ایالات متحده برای اولین بار یک الگوریتم رایانه ای را توسعه داده است که تقریباً به اندازه افراد در نقشه برداری شبکه های عصبی مغز دقیق است.

با توجه به ژورنال Neuro Science، هنگامی که سیستم جدید به طور کامل عملیاتی شود، پیشرفتی خواهد بود که می تواند تجزیه و تحلیل تصویر را که محققان برای درک مدارهای مغز استفاده می کنند، سرعت بخشد.

شویوانگ جی، دانشیار دانشکده مهندسی برق و علوم کامپیوتر در دانشگاه ایالتی واشنگتن، گفت: این نرم افزار شبیه داشتن تصویر ماهواره ای از زمین و تلاش برای ترسیم ۱۰۰ میلیارد خانه، همه خیابان های متصل و مقصد همه است.

محققان بیش از یک دهه زمان بردند تا مدارهای مغز فقط یک حیوان را به طور کامل ترسیم کنند – کرمی که فقط ۳۰۲ نورون دارد.

در همین حال، مغز انسان حدود ۱۰۰ میلیارد نورون دارد و مقدار داده مورد نیاز برای درک کامل مدار آن به ۱۰۰۰ اگزابایت داده یا معادل تمام داده‌هایی که در حال حاضر در جهان موجود است، نیاز دارد.

نورون توسط نورون

برای نقشه‌برداری نورون‌ها، محققان در حال حاضر از یک میکروسکوپ الکترونی برای عکس‌برداری استفاده می‌کنند – با یک تصویر معمولاً تعداد کمی نورون. سپس محققان شکل و اندازه هر نورون و همچنین هزاران ارتباط آن با سایر نورون‌های مجاور را مطالعه می‌کنند تا در مورد نقش آن در رفتار یا زیست‌شناسی بیاموزند.

جی گفت: «ما چیز زیادی در مورد نحوه عملکرد مغزها نمی دانیم.

او گفت که با چنین درک ابتدایی از مدار، توانایی محققان در درک علل بیماری های مخرب مغز مانند آلزایمر، اسکیزوفرنی، اوتیسم یا بیماری پارکینسون محدود است.

به عنوان انسان دقیق هستید؟

درست همانطور که چشم انسان اطلاعات را دریافت می کند و سپس آن را در چند مرحله تجزیه و تحلیل می کند، تیم WSU یک مدل محاسباتی ایجاد کرد که تصویر را به عنوان ورودی خود می گیرد و سپس قبل از تصمیم گیری، آن را در یک شبکه چند لایه پردازش می کند.

در الگوریتم خود، محققان یک شبکه عصبی مصنوعی ایجاد کردند که از شبکه‌های عصبی بیولوژیکی پیچیده انسان تقلید می‌کند.

در حالی که تیم تحقیقاتی WSU توانست به دقت انسانی در چالش MIT نزدیک شود، آنها هنوز کار زیادی برای انجام دادن کامپیوترها برای ایجاد نقشه های عصبی کامل و دقیق دارند.

به گفته جی، کامپیوترها هنوز تعداد زیادی اشتباه می کنند و هنوز استاندارد طلایی برای مقایسه نتایج انسانی و محاسباتی وجود ندارد.

او افزود، اگرچه ممکن است انتظار اینکه روش های خودکار به زودی به طور کامل جایگزین انسان شوند، واقع بینانه نباشد، اما پیشرفت در روش های محاسباتی مطمئناً منجر به کاهش تصحیح دستی خواهد شد.