以真實(shí)大腦為模型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)。
一項(xiàng)新的研究表明，基于人腦連接的人工智能網(wǎng)絡(luò)可以有效地執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)。
通過(guò)檢查來(lái)自大型開(kāi)放科學(xué)資料庫(kù)的核磁共振數(shù)據(jù)，研究人員重建了大腦連接模式，并將其應(yīng)用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由多個(gè)輸入和輸出單元組成的計(jì)算系統(tǒng)，很像生物大腦。來(lái)自蒙特利爾神經(jīng)研究所醫(yī)院和魁北克人工智能研究所的一組研究人員訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行認(rèn)知記憶任務(wù)，并觀察它如何完成任務(wù)。
這在兩個(gè)方面是一個(gè)獨(dú)特的方法。之前關(guān)于大腦連接的研究，也被稱為連接組學(xué)，專注于描述大腦組織，而沒(méi)有觀察它實(shí)際上是如何執(zhí)行計(jì)算和功能的。其次，傳統(tǒng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有任意的結(jié)構(gòu)，不能反映真實(shí)的大腦網(wǎng)絡(luò)是如何組織的。通過(guò)將腦連接學(xué)整合到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建中，研究人員希望既能了解大腦的連接如何支持特定的認(rèn)知技能，又能為人工網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)出新的設(shè)計(jì)原則。
他們發(fā)現(xiàn)，與人類大腦相連的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即神經(jīng)形態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在執(zhí)行認(rèn)知記憶任務(wù)時(shí)比其他基準(zhǔn)架構(gòu)更靈活、更有效。神經(jīng)形態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠使用相同的底層架構(gòu)來(lái)支持跨多種環(huán)境的廣泛學(xué)習(xí)能力。
“該項(xiàng)目結(jié)合了兩個(gè)充滿活力和快速發(fā)展的科學(xué)學(xué)科，”《神經(jīng)》雜志的研究員、該論文的資深作者布拉迪斯拉發(fā)米西奇(Bratislav Misic)說(shuō)。神經(jīng)科學(xué)和人工智能有著共同的根源，但最近出現(xiàn)了分歧。使用人工網(wǎng)絡(luò)將幫助我們理解大腦結(jié)構(gòu)是如何支持大腦功能的。反過(guò)來(lái)，利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將揭示構(gòu)建更好的人工智能的設(shè)計(jì)原則。因此，這兩者將有助于相互了解，并豐富我們對(duì)大腦的理解。”
這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上機(jī)器智能8月9日,2021年,由加拿大第一個(gè)研究卓越基金的幫助下,麥吉爾大學(xué)授予的大腦健康,健康的生活計(jì)劃,自然科學(xué)與工程研究委員會(huì)加拿大魁北克異國(guó)風(fēng)味的基礎(chǔ)健康,加拿大高級(jí)研究所，加拿大研究主席，魁北克自然與技術(shù)基金會(huì)和獨(dú)特中心(神經(jīng)科學(xué)和人工智能聯(lián)盟)。
參考:《神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)功能》，作者:Laura E. Suárez, Blake A. Richards, Guillaume Lajoie和Bratislav Misic, 2021年8月9日，《自然機(jī)器智能》。DOI: 10.1038 / s42256 - 021 - 00376 - 1
蒙特利爾神經(jīng)研究所醫(yī)院是世界領(lǐng)先的腦研究和先進(jìn)的病人護(hù)理目的地。自1934年由著名神經(jīng)外科醫(yī)生Wilder Penfield博士創(chuàng)立以來(lái)，neuroo已發(fā)展成為加拿大最大的神經(jīng)科學(xué)專業(yè)研究和臨床中心，也是世界上最大的研究和臨床中心之一。研究，病人護(hù)理和訓(xùn)練的無(wú)縫整合的世界頂尖的頭腦，使神經(jīng)獨(dú)特的地位，對(duì)理解和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病有重大影響。2016年，The Neuro成為世界上第一個(gè)完全擁抱開(kāi)放科學(xué)理念的機(jī)構(gòu)，創(chuàng)建了Tanenbaum開(kāi)放科學(xué)研究所。蒙特利爾神經(jīng)學(xué)研究所是麥吉爾大學(xué)的一個(gè)研究和教學(xué)機(jī)構(gòu)。蒙特利爾神經(jīng)醫(yī)院是麥吉爾大學(xué)健康中心神經(jīng)科學(xué)使命的一部分。
