「電子ショウジョウバエ」警報ムスク！その背後には、130,000 個のニューロンからなる全脳マップがあり、コンピューター上で実行できます。

脳研究はまた大きな前進を遂げました。

プリンストンの科学者たちは最近、成体動物の 初の全脳コネクトーム マップ の作成に成功したと発表しました。

雌キイロショウジョウバエの脳からの 130,000 個の注釈付きニューロン と、それらの間の 数千万の化学シナプス が含まれています。

さらに重要なのは、データは完全にオープンであり、ワンクリックでクエリできることです。

Codex の Web サイトに関連情報を入力するだけで、各ニューロンの接続性、サイズ、神経伝達物質、その他の情報を概観することができます。

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直感的な 3D モデルが含まれています。

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この研究は、発表されると大きな注目を集めました。

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NVIDIA AI サイエンティスト Fan Linxi （Jim Fan） リポストして「いいね！」してください:

魅力的なもの驚くべきことは、このプリンストン大学の研究には、自然の注意力、作業記憶、そして基本的な意識アルゴリズムさえも含まれていることです。

コネクトームをコンパイル済みの実行可能バイナリと考えると、完全な脳シミュレーションからどの程度のソース コードを逆コンパイルできるでしょうか?

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それだけでなく、ショウジョウバエの脳構造は機械学習にとって重要なインスピレーションを与えてくれます。

誰かがすでにこのモデルをコンピュータ上で実行して、ショウジョウバエが触角を食べたりとかしたりするプロセスをシミュレートしています。

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マスク氏もこの「電子ショウジョウバエ」に注目し、事態がおかしくなり始めていると感じました。

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電子顕微鏡画像による描画

研究チームは、キイロショウジョウバエの雌の脳の完全なコネクトーム マップを再構築しました。

従来のスライス方法とは異なり、アトラスの情報は主に電子顕微鏡写真から得られます。

これらの電子顕微鏡写真は、2018 年に Zheng、Lauritzen らが発表した FAFB (完全成体ハエ脳) データセットからのものです。

電子顕微鏡写真の解像度はタンパク質分子をはっきりと見ることができ、コンピュータ解析を通じて関連情報を得ることができます。

ショウジョウバエの脳は、大きさがわずか 0.1 ミリメートルですが、哺乳類のシナプスよりも密度の高い数億個のシナプスを持っています。

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ショウジョウバエの脳の神経は、9 つ​​の主要カテゴリ、31 の下位カテゴリ、および 78 の領域に分類されます。

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これらの 9 つのカテゴリは、情報の流れの方向に従ってニューロンを 3 つの部分に分割することに基づいています。

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光学顕微鏡下の神経構造と比較することで、チームが確立したモデルの精度が最初に検証されました。

さらに、数値計算と手作業によるサンプリング検査の結果も、モデルが正確であることを証明しています。

さらに、統計解析により、神経細胞間の神経伝達物質の成分も高精度に予測しました。

研究チームはまた、ショウジョウバエの目の神経回路を分析し、入力ニューロンから出力ニューロンへの情報の流れのプロセスを追跡しました。

入力ニューロンと出力ニューロンの数が神経系に占める割合は小さいですが、それらは脳と外界の間の架け橋です。

このプロセスでは、チームは確率モデルを使用して、シード ニューロンから始まる情報の流れを分析しました。

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チームは、各シード ニューロンを横断し、情報が神経中枢に伝達され、次に発信神経に伝達されるプロセスを測定しました。

トラバーサルプロセス中に情報転送によって移動した距離はソートされ、正規化されます。

このプロセスは、研究者がさまざまな種類の入ってくる情報がどのように対応する神経中枢に伝達されるかを決定するのに役立ち、結果は予想と一致しました。

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作成には4年かかりました

注目すべきは、ショウジョウバエの成体から得られた完全な脳データです ( FAFB) 研究者らはショウジョウバエ成虫の脳地図を完全に構築するのに合計 194 週間、つまり約 4 年かかりました。

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この背後では、FlyWire と呼ばれるプロジェクトが 200 人を超えるコミュニティ メンバーからの貢献によってサポートされています。

公式サイトの情報によると、FlyWireはショウジョウバエの全脳コネクトームの再構築を目的とした人工知能と人間の協働プロジェクトだという。具体的には、FlyWire は、神経生物学者、コンピューター科学者、校正者のコミュニティを持つプリンストン大学の Mala Murthy 氏と Sebastian Seung 氏の研究室で作成されました。

神経細胞の接続を脳の機能に結び付けることで、脳の仕組みの理解が大幅に進む可能性があります。

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紙のアドレス:
[1]https://www.php.cn/link/b8c4c8b2271787e2f78b5fe2ce193caa##[2]https://www.php. cn/link/8af141d3c5a5146a3eac9d166ab4c458[3]https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.05.02.539144v1.full.pdf

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