Google がハーバード大学の科学者による人間の脳の地図作成を支援

その結果、これまでに作成された人間の脳の最も詳細なデジタル マップ、つまり「ニューラル ネットワーク」が完成しました。

木曜日、リヒトマンと彼のパートナーが明らかにした。 結果 彼らの取り組みは権威あるサイエンス誌に掲載され、また、 インターネットレンダリング これまでにない人間の脳。 これには、視聴者が微細な空間風景の中を移動できるソフトウェアが完備されており、非常に詳細なため、リヒトマンがそれについて語ると詩的になってしまうほどだった。

「頭の中は奇妙な世界だ」と彼は言った。 「ニューロン自体は本当に驚くほど美しいのです。」

確かに、少数のサンプルから得られた洞察では、自閉症、統合失調症、うつ病の秘密はまだ明らかにされていません。 人間の学習、記憶、性格のメカニズムを細胞レベルで説明することはまだできていません。 しかし、これはこの方向への重要な第一歩を表しており、今後数十年で私たちが見る可能性のあるビジョンの種類についての興味深い垣間を提供します。

この複雑な風景の中に、リヒトマンの言葉を借りれば「幻想的に奇妙」な、これまでに見たことのない、教科書に載っていないような奇妙な構造物が存在します。 一方向のみを指し、互いに正反対のニューロン。 脳の長距離光ファイバーケーブルである軸索が直線から奇数の線に変化 「渦巻き」 ターバンのように見えますが、ほどけて直線に戻ります。 の目的 これらの奇妙な異常の多くは今後の研究の対象のままです。

一部の研究者は、脳の仕組みに関する根本的な新しい洞察を明らかにする可能性のあるパラダイムシフトの可能性のある理論をすでに生み出しています。 リヒトマン氏によると、ハイライトは、個人をつなぐ非常に珍しいタイプの「スーパーコネクション」と思われるものの発見だという。 情報を伝達し、脳と交差するニューロンから軸索線維まで。 各スーパーコネクションには、通常は 1 つしかない突起が約 50 個ほど組み合わされています。 リヒトマンは、これらの構造が、何も考えずに赤信号で止まるなどの学習習慣が脳の物理的構造にどのように刻まれているかを説明するのに役立つのではないかと仮説を立てています。

「おそらく、軸索と個々の脳細胞の間の接続の 99% は、これらの非常に弱い接続です」とリヒトマン氏は言います。 しかし、「それらの強いつながりは非常に強力なので、情報が非常に効率的に流れることができます。これは、何かを学んだ後はそれを自動的に実行する能力があるという事実を説明する方法かもしれません。」

この新しい研究は、人間の脳に関する基本的な洞察を明らかにするためにオバマ政権が2013年に開始した大規模な科学的取り組みであるBRAINイニシアチブによって資金提供された、より大規模な一連のプロジェクトの一部である。

「これはかなり大きな問題だ」とシアトルのアレン脳科学研究所の神経科学者エド・リン氏は言うが、彼はこの研究には関与していない。 マッピングは「人間ファースト」です。

運転を手伝ってくれるレンさん BRAIN イニシアチブのもう 1 つの要素、 同氏は、リヒトマンの研究は人間の脳についての理解を変え、病気を治療する能力を劇的に向上させるのに役立つ可能性があると述べた。

「私たちはこれらの回路についてほとんど理解していません」と彼は言いました。 「携帯電話が壊れて、携帯電話のコンポーネントやそれらがどのように接続されているかについて何も知らず、私たちがどのように接続されているかをまったく理解していない場合を想像してください。 、それを修正できる可能性は低いです。

リヒトマン氏のプロジェクトは当初、国立衛生研究所からの5年間の700万ドルの助成金の一部によって資金提供されていたが、最近さらに3,000万ドルを受け取った。 5 年以上にわたる NIH の関連プログラム。 連邦機関の目標は、認知と感情に影響を与える病気についての理解を深めることです。

そのお金はまた別の資金にもなります 関連プロジェクト、プロジェクトの実行に必要な計算能力とエンジニアリング労働力を提供した Google の無償協力活動によって補完されています。

人間の脳サンプルを着色、切断、写真撮影した後 リヒトマンにある 研究室Google のエンジニアは機械学習を適用してこれらのチップを再び接続し、色を適用してワイヤーが肉眼で見えるようにしました。

1立方ミリメートルのサンプルを再現するという挑戦の範囲 人間の脳からは デジタル形式では、人間の脳全体を画像化し続ける努力は待たなければならないほど素晴らしいものでした。 正確な画像 人間の脳全体が入っている リヒトマン氏によると、この規模は全世界が1年間に生成するデータ量にほぼ匹敵するという。

だからこそ、次の取り組みはより控えめなものになるだろう。今後 5 年間にわたって、リヒトマンと彼の共同研究者らは、最初の 10 立方ミリメートルのセクションを撮影することを目指している。 私たちから マウスの脳。 このプロジェクトは、50 倍の大きさの完全なマウスの脳を最終目標とする概念実証です。

「人間の脳は、マウスの脳よりもさらに1000倍大きくなるでしょう」とリヒトマン氏は言う。 「私たちにはその情報を保存する能力がありません。」

これらすべての取り組みから得られる利益は、最終的には莫大なものになる可能性があります。 Googleなどはこの結果を利用して、人間の脳をモデルにした人工知能アルゴリズムを発明する能力を向上させることを期待している。

リヒトマンは、人間の心についての基本的な質問に答えたいと考えています。世界の表現はどのようにして私たちの頭の中に刻み込まれるのでしょうか? 知識の物質的な基盤は何ですか?

このプロジェクトはすでに、彼が入ることを予期していなかった知的領域に彼を連れて行っています。 彼は、新しい「ニューログラス」ツールを使用してオフィスに座って、ニューラル ネットワークの視覚的な風景を操作できるようになった経験を、「素晴らしい」、「魔法のような」、そして「ファンタジーのようだった」と説明しています。 彼は各セルを個別にクリックしたいと考えました。

リヒトマンはマゼラン、アメリゴ・ヴェスプッチ、その他の有名な探検家の名前を引き合いに出し、発見の興奮を称賛した。

「これはハッブル望遠鏡やジェームズ・ウェッブ望遠鏡を使用するのと非常に似ています」とリヒトマン氏は言う。 「しかし、これは望遠鏡ではなく、内部を見ることができる顕微鏡です。確かに、これまで見たことのないあらゆる種類のものがあります。私たちは未知の地球を探索しています。」

アダム ピオレには、adam.piore@globe.com で連絡できます。