斯坦福AI模型煉成小鼠“讀心術(shù)”

讀心術(shù)真的能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？近日，據(jù)新智元報(bào)道，Two Six Labs和斯坦福研究團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)小鼠的“讀心”，他們利用網(wǎng)絡(luò)模型讀取小鼠腦內(nèi)的電信號(hào)，預(yù)測(cè)小鼠的行為和在迷宮中的位置，平均預(yù)測(cè)誤差僅為4厘米。

大腦由相互連接的神經(jīng)元組成：神經(jīng)元可以響應(yīng)輸入信息并處于激活狀態(tài)，反過來激活其他神經(jīng)元。這些系統(tǒng)的“簡(jiǎn)化版”就是第一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靈感來源。斯坦福Schnitzer實(shí)驗(yàn)室的研究人員制作了一個(gè)數(shù)據(jù)集，用于監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的小鼠在“競(jìng)技場(chǎng)”中移動(dòng)時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)。

所謂“競(jìng)技場(chǎng)”其實(shí)是一個(gè)帶有地標(biāo)貼紙的小盒子。研究人員通過將一個(gè)微型顯微鏡連接到小鼠的頭部，并記錄熒光染料的軌跡，這種染料會(huì)在單個(gè)神經(jīng)元放電時(shí)發(fā)出綠光，從而實(shí)現(xiàn)記錄神經(jīng)活動(dòng)的目的。這項(xiàng)技術(shù)可以同時(shí)跟蹤數(shù)百個(gè)、甚至數(shù)千個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)。

研究人員還訓(xùn)練了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)最近的神經(jīng)元放電模式預(yù)測(cè)小鼠的位置，并使用實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果的前80%作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，僅給出神經(jīng)元的活動(dòng)，來預(yù)測(cè)后20%觀察結(jié)果的小鼠位置。在嘗試了許多模型體系結(jié)構(gòu)后，研究人員發(fā)現(xiàn)具有回歸輸出層的簡(jiǎn)單密集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)最好，平均預(yù)測(cè)誤差僅為4厘米。

據(jù)介紹，目前實(shí)驗(yàn)室人員正在制作更復(fù)雜的行為數(shù)據(jù)集，以便更好地應(yīng)用這些方法。比如可以在小鼠通過迷宮時(shí)對(duì)其進(jìn)行映射，預(yù)測(cè)左右轉(zhuǎn)彎，并量化小鼠在學(xué)習(xí)走迷宮時(shí)的不確定性。或識(shí)別對(duì)小鼠展示哪些主題的圖像會(huì)刺激到它。實(shí)驗(yàn)室研究人員表示，使用小鼠作為研究模型，目的是更多地了解我們自己，希望我們的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有助于更好地理解生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。據(jù)科技日?qǐng)?bào)