主页 > 国内 >

卡利亚里女装打折

斯坦福人工智能模型通过“读心术”实现对神经元活动的解码,并准确预测小鼠的位置。

????最近,两个六实验室和斯坦福大学的团队使用神经网络在老鼠身上实现了“读心术”。他们使用网络模型读取老鼠大脑中的电信号,预测老鼠在迷宫中的行为和位置,平均预测误差只有4厘米。

????辛志远报告

????资料来源:Twosixlabs

????编辑:大明

????“读心术”真的能实现吗?

????最近,DARPA和斯坦福大学的一个研究小组正在研究如何“解读老鼠的心脏”。当然,它不像“读心术”那么深奥。相反,它是通过神经网络读取老鼠大脑中的电信号活动来预测老鼠的活动和位置。

????阅读鼠标的“思想”,预测鼠标的位置

????大脑由相互连接的神经元组成:神经元可以根据输入激活其他神经元。这些系统的“简化版”是第一个人工神经网络的灵感来源。斯坦福施尼策实验室的同事们制作了一套数据集,用来监测实验室老鼠在穿过竞技场时的神经活动。

????所谓的“竞技场”实际上是一个带有标志性标签的小盒子。研究人员将一个微型显微镜连接到小鼠的头部,记录荧光染料的轨迹,当单个神经元放电时,荧光染料发出绿光,以记录神经活动。这项技术可以同时追踪数百甚至数千个神经元。

????我们重点研究了小鼠海马CA1区的神经元,它是大脑中参与学习、记忆和导航的一部分。这一区域中的一些神经元被称为“放置细胞”,因为它们是根据老鼠的位置发射的。例如,当鼠标位于机箱的左上角时,给定的单元可能只会触发。老鼠的大脑通过解释这些细胞活动或不活动的组合信号来编码位置的概念。

????“人工神经网络能用来绘制这些生物神经元在小鼠体内的位置吗?”也就是说,如果我们反向工程生物神经网络,我们能通过阅读老鼠的想法来知道它的位置吗?

????生物神经元活动位置的精确预测

????为此,我们训练了一个神经网络,根据最新的神经元放电模式来预测小鼠的位置。我们将前80%的实验结果作为训练数据,在观察到20%的结果后,只给出神经元的活动来预测小鼠的位置。我们尝试了许多模型结构,发现回归输出层的简单稠密神经网络性能最好,平均预测误差仅为4cm。这些老鼠长约8厘米,而竞技场则是45厘米×60厘米。这个圆形动画显示了我们的预测(蓝点)和鼠标的标记位置(红点)。

????模型预测了小鼠的给定位置(蓝点)和标记位置(红点)。

mo xing yu ce le xiao shu de gei ding wei zhi lan dian he biao ji wei zhi hong dian.

????然而,尽管回归输出表现良好,但它没有显示任何关于其他预测确定性的信息。为此,我们设计了另一个包含卷积层的深度神经网络模型。我们将“竞技场”划分为1厘米见方的网格,并训练分类任务来预测鼠标将在“竞技场”中穿过哪个网格。该模型预测了老鼠通过每个方块的概率,并输出一个预测强度的温度图。

????然而,由于鼠标实际位置的标签是一个单独的网格框(基于鼠标中心),我们需要开发一个新的损失函数来训练模型,告诉模型“几乎正确”的预测比“无边缘”的预测更好。之后,模型的性能与点预测模型基本相同,平均预测误差为5 cm。然而,预测信息包含更多关于替代预测和模型确定性的信息。视频中的蓝色云代表了最有可能预测老鼠在竞技场中的位置的区域。

????蓝云代表了竞技场中老鼠具有最高预测概率的区域。红点是老鼠的标志点。

????预测未来行为:通过老鼠行为了解人类行为的奥秘

????我们将这种不确定性的概念纳入预测模型,然后研究它:“我们能通过阅读老鼠的想法来预测它们未来的位置吗?新的模型不是观察最近的神经元放电模式,而是询问老鼠它们在哪里,而是预测它们在1、2或3秒后会在哪里。预测结果仍优于基线。

????我们分析的数据可以代表老鼠的简单行为:在盒子里移动。我们可以将数据分为两类行为:“活动/移动,或固定/静态”。我们能够以75%的平衡精度预测小鼠的当前行为,并且

当前文章:http://www.shipinv.cn/h35o0kkfg/31762-89278-81623.html

发布时间:08:41:51


{相关文章}

山东第一医科大学泰安校区开学

????2019年8月30日,山东第一医科大学沈石磊_中文资讯平台(山东省医学科学院)泰安校区迎来2019级新生报到。

???? 三星上网本n145_中文资讯平台 原标题:山东第一林则徐祠堂_中文资讯平台医科大学泰安校区开学

???? 值班轩辕传奇谜之幻域_中文资讯平台主任火星娃之火焰战士_中文资讯平台爱播酷_中文资讯平台颜甲

【责任编辑:admin】
最新文章
热门文章