研究人员研究大脑中的循环神经网络结构
可以说,怀俄明大学的两名研究人员决定向彼此请教。具体来说,他们检查了前额皮质的重要性,这部分大脑用于决策、表达语言和自主运动。
这两位科学家了解到神经网络结构或RNN负责这些功能。
“这个RNN接收来自大脑情绪区域的输入,并将输出发送到运动皮层,这是大脑中负责自主运动的部分,”UW的动物学和生理学教授孙倩泉说。在人工智能领域,计算机科学家设计了各种人工神经网络,包括rnn,通过模拟神经,有效地解决了诸如语言翻译和物体识别等问题网络在哺乳动物的大脑中。
“这篇论文提供了哺乳动物大脑神经网络的基本结构。这个基本结构将指导我们研究行为策略。”“在获得更多细节后,我们可能会将其转化为人工神经网络,用它来解决现实世界中的问题。”
孙是华盛顿大学怀俄明感觉生物学生物医学研究卓越中心的主任,他是今天(星期二)发表在《细胞报告》上的一篇题为“连接情绪区ob欧宝直播nba域和躯体运动皮层的远程循环神经元网络”的论文的主要作者。这本开放获取的杂志发表了涵盖整个生命科学领域的同行评议论文,报告了新的生物学见解。
这篇论文的第一作者是王仪涵,来自中国北京的华盛顿大学神经科学博士项目的博士生。这项研究由美国国立卫生研究院资助。
Sun说,人工rnn是重要的深度学习算法,通常用于顺序或时间叶问题,如语言翻译、自然语言处理、语音识别和图像字幕。RNN识别数据中的顺序特征,并使用模式预测下一个可能的场景。rnn被整合到Siri、谷歌语音搜索和谷歌翻译等流行应用程序中。
“最令人惊讶的是,rnn不仅存在于我们的大脑中,而且具有更微妙的功能,而且在处理连续输入时非常高效,”孙说。“一般来说,大脑皮层神经元在空间上相互作用,相互交融。然而,王的数据不仅表明RNN确实存在于大脑最重要的部分——额叶皮层,而且,这个网络没有我们想象的那么复杂,而且大多是单向的。这对我们来说是一个很大的惊喜,因为这告诉我们,与其他网络相比,这个网络可能负责独特的功能。”
孙和王为实验室研究分析了老鼠的大脑。不同的转基因小鼠品系使他们能够用追踪大脑连接的荧光蛋白标记特定类型的神经元,并用内在荧光标记监测特定神经元的活动。
孙教授说,这项研究有很多现实意义。
他说:“首先,现在我们知道了这个重要的组成部分,这项工作将有助于进一步解读我们的大脑是如何做出决定的。”第二,它将有助于发现大脑其他部位的其他类似rnn。它将帮助研究人员使用计算模拟来预测我们如何大脑编码短期记忆,如何使用它。第三,特别是这项研究,它将帮助我们理解恐惧和焦虑等情绪是如何调节我们的动作的。”
Sun和Wang使用的内容和研究方法应该会引起人工智能研究人员、生物学家、计算建模师和神经科学家的广泛兴趣。
“精确的联系图还可以帮助我们理解神经和精神障碍的原因,这些障碍存在情绪调节或自主运动的问题,”孙说。“然而,在这一发现得到更广泛的应用之前,还有很多细节需要研究,比如局部抑制网络如何改进RNN,以及不同的成分如何构成特定的情绪状态。”
孙说,王的目标就是在他的论文中解决这些细节问题。