Questa è una mappa di mezzo miliardo di connessioni in un minuscolo pezzo di cervello di topo

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I neuroscienziati hanno rilasciato la mappa 3D più dettagliata del cervello dei mammiferi mai realizzata, creata da un animale la cui architettura cerebrale è molto simile alla nostra: il topo.

La mappa e il set di dati sottostante, che ora sono liberamente accessibili al pubblico , raffigurano più di 200.000 neuroni e mezzo miliardo di connessioni neurali contenuti all'interno di un cubo di cervello di topo non più grande di un granello di sabbia.

La nuova ricerca fa parte del Macchina Intelli gence dal programma Cortical Networks (MICrONS). , che spera di migliorare la prossima generazione di algoritmi di apprendimento automatico mediante il reverse engineering della corteccia cerebrale, la parte del cervello che nei mammiferi è responsabile di funzioni superiori come la pianificazione e il ragionamento. Un consorzio di ricercatori guidati da gruppi dell'Allen Institute, del Baylor College of Medicine e dell'Università di Princeton ha raccolto i dati.

Alcune persone pensano che forse i segreti fondamentali dell'intelligenza umana si trovino nello studio della corteccia, dice H. Sebastian Seung , professore di informatica e neuroscienze a Princeton e scienziato capo per MICRONS. Ecco perché è stato un argomento così misterioso e affascinante nelle neuroscienze. Man mano che gli scienziati imparano di più sul cervello, le loro scoperte potrebbero portare a un'IA più simile a quella umana.

La creazione della mappa è stata un progetto quinquennale con tre fasi. Il primo prevedeva la misurazione di ciò che il cervello del topo faceva quando l'animale era vivo. Ciò ha prodotto più di 70.000 immagini di cellule cerebrali attive mentre il topo elaborava informazioni visive. Quindi i ricercatori di MICRONS hanno tagliato un piccolo pezzo di cervello e lo hanno affettato in più di 25.000 pezzi ultrasottili. Successivamente, hanno utilizzato la microscopia elettronica per acquisire più di 150 milioni di immagini ad alta risoluzione di quei pezzi.

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L'IA è solo vagamente modellata sul cervello. E se volessi farlo bene? Dovresti fare ciò che è stato impossibile fino ad ora: mappare ciò che effettivamente accade nei neuroni e nelle fibre nervose.

Gli schemi elettrici precedenti, come sono note le immagini, hanno mappato i connettomi per il Mosca della frutta e cervelli umani. Uno dei motivi per cui MICRONS è stato accolto così bene è che il set di dati ha il potenziale per migliorare la comprensione del cervello da parte degli scienziati e possibilmente aiutarli a curare i disturbi cerebrali.

Venkatesh Murthy, un professore di biologia molecolare e cellulare all'Università di Harvard che studia l'attività neurale nei topi ma non è stato coinvolto nello studio, afferma che il progetto offre a lui e ad altri scienziati una visione a volo d'uccello di come interagiscono i singoli neuroni, offrendo un congelamento ad alta risoluzione inquadrare l'immagine in cui possono eseguire lo zoom.

R. Clay Reid , un ricercatore senior presso l'Allen Institute e un altro scienziato capo del progetto MICrONS, afferma che prima che la ricerca del programma fosse completata, avrebbe pensato che questo livello di ricostruzione fosse impossibile.

Reid afferma che con l'apprendimento automatico, il processo di trasformazione degli schemi elettrici bidimensionali del cervello in modelli tridimensionali è migliorato esponenzialmente. È una divertente combinazione di un campo molto vecchio e un nuovo approccio ad esso, dice.

Reid ha confrontato le nuove immagini con le prime mappe del genoma umano, in quanto forniscono conoscenze fondamentali che altri possono utilizzare. Li immagina aiutare gli altri a vedere strutture e relazioni all'interno del cervello che prima erano invisibili.

Considero questo, per molti versi, l'inizio, dice Reid. Questi dati e queste ricostruzioni basate sull'intelligenza artificiale possono essere utilizzati da chiunque abbia una connessione Internet e un computer, per porre una gamma straordinaria di domande sul cervello.'

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