深度神经网络揭示大脑喜欢看的东西
睁开眼睛可以立即看到世界-看起来很简单。但是,从光子撞击视网膜到以“看见”结束的过程远非简单。大脑“看见”的基本任务是从照射到眼睛的光中重建有关世界的相关信息。由于此过程相当复杂,因此大脑中的神经细胞(神经元)也会以复杂的方式对图像做出反应。
表征其对图像响应特征的实验方法已被证明具有挑战性,部分原因是可能的图像数量众多。过去,开创性见解通常是由大脑神经元“喜欢”的刺激产生的。找到他们取决于科学家的直觉和很大一部分的运气。
德国贝勒医学院和德国蒂宾根大学的研究人员现在已经开发出一种新颖的计算方法,以加快发现这些最佳刺激的速度。他们建立了深层的人工神经网络,可以准确地预测生物大脑对任意视觉刺激产生的神经反应。这些网络可以被视为生物神经元群体的“虚拟化身”,可以用来剖析感觉的神经机制。他们通过合成使特定神经元反应非常强烈的新图像证明了这一点。
他们的研究今天发表在《自然神经科学》杂志上。
“我们想了解视觉是如何工作的。我们通过开发一个人工神经网络来预测这项研究,该网络可以预测动物看图像时产生的神经活动。如果我们可以建立这种视觉系统的化身,我们就可以进行无限制的实验然后,我们可以回到过去,并使用一种称为“初始循环”的方法在真实的大脑中进行测试。”资深作者,贝勒大学布朗科学基金会神经科学教授兼教授Andreas Tolias博士说。
为了使网络了解神经元的反应方式,研究人员首先使用最近开发的大型功能成像显微镜Mesoscope记录了大量的大脑活动。
“第一,我们向小鼠展示了约5,000个自然图像,并记录了成千上万个神经元在观察图像时的神经活动,”第一作者埃德加·沃克(Edgar Y. Walker)博士说,他是托里亚斯实验室的前研究生,现在是该实验室的博士后科学家。图宾根和贝勒大学。“然后,我们使用这些图像和相应的大脑活动记录来训练一个深层的人工神经网络,以模仿真实的神经元对视觉刺激的反应。”
“为了测试网络是否确实学会了像活着的老鼠的大脑那样预测视觉图像的神经反应,我们展示了它在学习过程中没有看到的网络图像,并看到它可以高精度地预测生物神经元反应。”共同第一作者Fabian Sinz博士,贝勒大学神经科学兼职助理教授,蒂宾根大学小组负责人。
贝勒大学神经科学与人工智能中心的创始人兼主任托里亚斯说:“通过这些网络进行的实验揭示了一些我们没有想到的视觉方面。”“例如,我们发现,在新皮层处理的早期阶段,某些神经元的最佳刺激是棋盘格,或者是锐角而不是简单的边缘,这是我们根据该领域当前的教条所期望的。”
“我们认为这种适合高精度人工神经网络,对其进行计算实验并验证生理实验中得出的预测的框架可用于研究神经元如何代表整个大脑中的信息。这最终将使我们对大脑中复杂的神经生理过程如何让我们看到”,辛兹说。
免责声明:本文由用户上传,与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考,并不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。 如有侵权请联系删除!
-
作为A股市场中极具代表性的黄金珠宝行业龙头企业,作为中国历史最悠久的珠宝品牌之一,老凤祥(股票代码:600612)...浏览全文>>
-
宝子们,杭州 房子装修完成啦!这次要给大家分享几家设计超赞的装修公司哦。它们各具特色,从空间规划到风格...浏览全文>>
-
欲筑室者,先治其基。在上海,装修房子对于每个业主而言,都是极为关键的一步,然而,如何挑选一家值得信赖的...浏览全文>>
-
2025年以来,联通支付严格贯彻落实国家战略部署,以数字和科技为驱动,做好金融五篇大文章,履行支付为民社会...浏览全文>>
-
良工巧匠,方能筑就华居;精雕细琢,方可打造美家。当我们谈论装修公司时,选择一家靠谱可靠的公司是至关重要...浏览全文>>
-
在当今社会,随着城市化进程的高速推进,建筑垃圾的产生量与日俱增。据权威数据显示,我国每年建筑垃圾产生量超 ...浏览全文>>
-
家人们,在上海要装修,选对公司那可太重要了!古语有云:"安得广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜。"一个温馨的...浏览全文>>
-
近年来,新能源汽车市场发展迅猛,各大品牌纷纷推出各具特色的车型以满足消费者多样化的需求。作为国内新能源...浏览全文>>
-
近年来,随着汽车市场的不断变化和消费者需求的升级,安徽滁州地区的宝来2025新款车型在市场上引起了广泛关注...浏览全文>>
-
随着汽车市场的不断变化,滁州地区的消费者对高尔夫车型的关注度持续上升。作为大众品牌旗下的经典车型,高尔...浏览全文>>
- 安徽滁州途安L新车报价2022款,最低售价16.68万起,入手正当时
- 小鹏G7试驾,新手必知的详细步骤
- 别克GL8预约试驾,4S店的贴心服务与流程
- 安徽阜阳ID.4 CROZZ落地价全解,买车必看的省钱秘籍
- 淮北探岳多少钱 2025款落地价,最低售价17.69万起现在该入手吗?
- 安徽淮南大众CC新款价格2025款多少钱能落地?
- 淮北长安启源C798价格,最低售价12.98万起现在该入手吗?
- 安徽淮南途锐价格,各配置车型售价全解析
- 蒙迪欧试驾预约,4S店体验全攻略
- 沃尔沃XC40试驾需要注意什么
- 滁州ID.4 X新车报价2025款,各车型售价大公开,性价比爆棚
- 试驾思域,快速操作,轻松体验驾驶乐趣
- 试驾长安CS35PLUS,一键搞定,开启豪华驾驶之旅
- 天津滨海ID.6 X落地价限时特惠,最低售价25.9888万起,错过不再有
- 天津滨海凌渡多少钱?看完这篇购车攻略再做决定
- 安徽池州长安猎手K50落地价,买车前的全方位指南
- 山东济南ID.6 CROZZ 2024新款价格,最低售价19.59万起,现车充足
- 试驾海狮05EV,新手必知的详细步骤
- 生活家PHEV多少钱 2025款落地价走势,近一个月最低售价63.98万起,性价比凸显
- 奇瑞风云A9试驾,新手必知的详细步骤