Изучив данные МРТ из большого репозитория Open Science, исследователи реконструировали паттерн связи мозга и применили его к искусственной нейронной сети (ИНС). ИНС – это вычислительная система, состоящая из нескольких блоков ввода и вывода, очень похожая на биологический мозг. Команда исследователей из Neuro (Монреальский неврологический институт-больница) и Квебекского института искусственного интеллекта обучила ИНС выполнять задачу когнитивной памяти и наблюдала, как она работает, чтобы выполнить задание.
Это уникальный подход с двух сторон.
Предыдущая работа по связности мозга, также известная как коннектомика, была сосредоточена на описании организации мозга, не глядя на то, как он на самом деле выполняет вычисления и функции. Во-вторых, традиционные ИНС имеют произвольную структуру, которая не отражает того, как организованы реальные сети мозга.Интегрируя коннектомику мозга в построение архитектур ИНС, исследователи надеялись как узнать, как проводка мозга поддерживает определенные когнитивные навыки, так и вывести новые принципы проектирования для искусственных сетей.
Они обнаружили, что ИНС с подключением к человеческому мозгу, известные как нейроморфные нейронные сети, выполняют задачи когнитивной памяти более гибко и эффективно, чем другие эталонные архитектуры. Нейроморфные нейронные сети могли использовать одну и ту же базовую архитектуру для поддержки широкого спектра возможностей обучения в разных контекстах.
«Проект объединяет две яркие и быстро развивающиеся научные дисциплины», – говорит Братислав Мисич, исследователь из Neuro и старший автор статьи. "У неврологии и искусственного интеллекта общие корни, но в последнее время они разошлись. Использование искусственных сетей поможет нам понять, как структура мозга поддерживает функцию мозга. В свою очередь, использование эмпирических данных для создания нейронных сетей раскроет принципы проектирования для создания лучшего ИИ.
Итак, эти двое помогут информировать друг друга и обогатят наше понимание мозга."
Это исследование, опубликованное в журнале Nature Machine Intelligence в августе.
9, 2021, финансировалась с помощью Первого канадского фонда передовых исследований, присужденного Университету Макгилла за здоровый мозг, инициативу здорового образа жизни, Совету по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады, Fonds de Recherche du Quebec – Sante, Canadian Институт перспективных исследований Канадских научно-исследовательских кафедр, Fonds de Recherche du Quebec – Nature et Technologies и Центр UNIQUE (Союз нейробиологии и искусственного интеллекта).