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美啟動大腦阿波羅計劃 欲繪制10萬神經元活動地圖
發布人:半壁店第一社區居委會:乾坤化物;kingque 時間:2016-03-24 08:06:56

中國科學報

[摘要]MICrONS作為奧巴馬“腦計劃”的一部分,旨在逆向建造1立方毫米的大腦,研究大腦進行運算活動的方式,把由大腦激發的智能計算再向前推進一步。

美啟動大腦阿波羅計劃 欲繪制10萬神經元活動地圖

MICrONS作為奧巴馬“腦計劃”的一部分,旨在把由大腦激發的智能計算再向前推進一步。

30年前,美國政府啟動人類基因組計劃—— 一個長達13年的測序及繪制所有人類基因的研究項目。盡管項目一開始遭到了懷疑乃至反對,但是該計劃卻讓遺傳學研究領域從此煥然一新,并被認為是歷史上最成功的科學計劃之一。

現在,美國情報系統下設的情報先進研究計劃署(IARPA)已為一項類似的雄心勃勃的計劃投資了1億美元。皮層網絡機器智能計劃(MICrONS)旨在逆向建造1立方毫米的大腦,研究大腦進行運算活動的方式,并將研究結果更好地應用于機器學習和人工智能計算領域。

目前,IARPA已經招募了3個研究團隊,分別由哈佛大學生物和計算機學家David Cox、卡耐基梅隆大學計算機學家Tai Sing Lee和貝勒醫學院Andreas Tolias帶領。每個團隊均提出了解決這一問題的5年計劃。

MICrONS 作為奧巴馬“腦計劃”的一部分,旨在把由大腦激發的智能計算再向前推進一步。今天的大量技術都在依賴一種叫作人工神經網絡的計算方式,正如其名字暗含的那 樣,這些算法受到了大腦構造系統的啟發。“這是一項巨大的投資,因為我們認為它要解決的是一個非常重要的挑戰,它將會對信息學界乃至全世界產生變革性的影 響。”IARPA的MICrONS項目管理人Jacob Vogelstein說。

各個團隊將嘗試繪制一只嚙齒類動物1立方毫米大腦皮層的所有神經元。這類動物大腦皮層的神經元數量不足人類大腦皮層的百萬分之一,數字可能看起來很小,但到目前為止科學家一次僅能測量幾個神經元或是通過功能性磁共振成像獲得合成照片中上百萬神經元的活動情況。

現在,MICrONS成員計劃當嚙齒類動物在進行視覺感知或是學習任務時,記錄及測量10萬個神經元的活動和連接情況,其中涉及到納米級分辨率的成像,“這就像是通過一寸一寸地測量,來繪制美國地圖一樣。”Vogelstein說。

但 他對目標非常樂觀,因為近期已經出現了大規模的神經科學研究成果。“隨著‘腦計劃’的到來,網上已經有大量的新工具可以在納米級的層面了解大腦。”他說, “所以這一點在歷史上是獨一無二的,我們有良好的工具和技術,尤其是首次擁有在每個神經元以及每個突觸層面揭示大腦接線圖的技術。”(魯捷)


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