大脑就像东京地铁:QDyeFinder 创建神经连接图

一个新的人工智能系统,可以揭示我们思想的秘密。

来源:安全实验室新闻频道

一个新的人工智能系统,可以揭示我们思想的秘密。

九州大学的科学家创建了一款名为 QDyeFinder 的人工智能工具,为神经网络研究开辟了新视野。该技术可以根据小鼠大脑的图像自动识别和重建单个神经细胞的结构。

QDyeFinder

大脑是自然界最复杂的器官,由数百亿个紧密排列的神经细胞和数万亿个连接组成。了解它的工作原理需要仔细绘制地图,直到最近,这还被认为是一个极其耗费人力的过程。领导这项研究的 Takeshi Imai 教授解释说:“神经科学的一个关键挑战是绘制大脑及其连接的图谱。然而,由于神经细胞排列密集,区分神经元本身、轴突和树突是极其困难的。”

QDyeFinder 使用七种不同的荧光蛋白标记神经细胞。为每个神经元创建独特的颜色组合。该方法是同一研究小组于 2018 年开发的 Tetbow 系统的改进版本,仅使用三种颜色。

程序自动识别所研究样本中的轴突和树突片段,然后扫描每个片段的颜色信息。接下来,使用一种称为 dCrawler 的特殊机器学习算法,识别属于一个神经细胞的过程。

这就是 QDyeFinder 重新创建单个神经元及其连接的三维结构的方式,就好像用数百万个彩色片段组装一个复杂的拼图一样。

该论文的主要作者之一 Markus N. Leiwe 做了一个有趣的类比:“想象一张东京地铁的地图。该系统包括13条线路、286个车站、覆盖范围超过300公里。在地图上,每条线路都用不同的颜色标记,这样可以轻松识别车站之间的连接。 QDyeFinder 的工作原理类似,但在微观层面上。”

马库斯·N·莱夫