Revolutsioon AI kaudu: uus mudel paljastab hiire aju saladused!

Revolutsioon AI kaudu: uus mudel paljastab hiire aju saladused!

Rahvusvaheline uurimisrühm, mida tuntakse nime all MICrONS, on välja töötanud uuenduslikud AI mudelid, mille eesmärk on analüüsida visuaalsete stiimulite neuraalset töötlemist ajus. Need murrangulised tulemused avaldati tunnustatud teadusajakirjades Loodus ja Looduskommunikatsioonid avaldatud. Göttingeni Ülikool on märkimisväärselt kaasatud sellesse uuringusse, mille pealkiri on "Närvitegevuse alusmudel, mis ennustab reageerimist uutele stiimulitüüpidele ja anatoomiale" ning demonstreerib mudelite võimet õppida suurtest andmekogumitest.

Selle uuringu osana analüüsiti üle 135 000 hiire aju närviraku. Väljatöötatud tehisintellekti mudel suudab usaldusväärselt ennustada, kuidas neuronid reageerivad uutele stiimulitele, isegi kui need stiimulid olid varem tundmatud. Prof dr Fabian Sinz, üks juhtivaid teadlasi, rõhutab, et mudel suudab anda täpsemaid vastuseid erinevatele visuaalsetele stiimulitele. Teises uuringus uuritakse üksikasjalikult nägemiskoore närvirakkude kuju ja struktuuri. See uuring pealkirjaga "Eritavate neuronite dendriitsete morfoloogiate järelevalveta kaart hiire visuaalses ajukoores" näitab, et püramiidrakkudel on rakutüüpide vahel vedelad üleminekud ja neil ei ole selgelt määratletud tüüpe.

Täiustatud teadusuuringud masinõppega

Närvirakkude põhjalikumaks analüüsiks on teadlased välja töötanud masinõppemeetodi, mis kodeerib nende rakkude 3D-kuju. Projekt MICrONS hõlmab arvukalt tunnustatud uurimisasutusi, nagu Baylor College of Medicine, Alleni ajuteaduse instituut ja Princetoni ülikool. Selle käigus loodi “MICrONS Multi-Area Data Set”, mis on suurim omataoline andmekogum, mis on imetajate ajus kogutud närvirakkude struktuuri, võrgustumise ja reaktsiooniomaduste poolest.

Need närvirakkude digitaalsed kaksikud suutsid kuju ja struktuuri edukalt ennustada. Saadud teadmised ei anna mitte ainult sügavamat ülevaadet aju korraldusest, vaid võivad aidata ka neuroteaduslikke katseid tõhusamaks muuta. Enne in vivo uuringute tegemist on võimalik läbi viia in silico katseid.

Tehisintellekti roll

Tehisintellekt (AI) on arvutiteaduse haru, mis tegeleb inimese kognitiivseid võimeid imiteerivate algoritmide väljatöötamisega. Nagu aruandes bpb.de Nagu kirjeldatud, suudab tehisintellekt analüüsida suuri andmehulki, tuvastada mustreid ja saada neist teadmisi. Ameerika teadlaste loodud termin AI kirjeldab süsteeme, mis võtavad enda peale üha keerukamaid ülesandeid, mis kunagi olid mõeldud inimestele.

Eelkõige on alates 1950. aastatest arenenud terved õppealgoritmide klassid, nagu masinõpe. Neid algoritme treenitakse suurte andmekogumitega, et tuvastada mustreid ja arvutada tõenäosusi. Erivorm on süvaõpe, mis põhineb tehisnärvivõrkudel ja muutub järjest olulisemaks tänu oma ülikeeruliste andmemustrite töötlemise võimele.

Närvivõrgud on inspireeritud inimese aju närvirakkude vahelistest ühendustest. Need võrgud koosnevad andmesõlmede kihtidest, mis on omavahel ühendatud kaalutud ühendustega ja on võimelised tuvastama andmete mustreid. Nende võrgustike väljaõpe toimub andmete korduva esitamise kaudu ning nende protsesside kaudu parandatakse nende võimet neid andmeid klassifitseerida ja töödelda.

Kuid tehisintellekti arenev arendamine ja rakendamine toob kaasa ka väljakutseid, nagu vigaste treeningandmete tõttu kallutatuse võimalus, privaatsusprobleemid ja suurenev energiatarbimine, näiteks Fraunhofer IKS märkmeid. AI tehnoloogiate tõhusus ja eetilised tagajärjed on seega oluline uurimisteema.