Nature:进击的AI 这次竟然模拟了脑导航

医疗健康 来源:生物探索 作者:Tierna
2018
05/12
22:42
生物探索
作者:Tierna
医疗健康

人工智能发展势如破竹,在有关AI最近的一项研究中,科学家们竟然利用人工智能(AI)重建了大脑在空间导航中的复杂神经代码!这一壮举表明,强大的人工智能算法将能帮助传统神经科学家对大脑的工作原理进行测试。

详细成果于5月9日在《自然》杂志上发表,这一程序由伦敦大学学院(UCL)的神经科学家和谷歌公司DeepMind的人工智能研究人员开发。简单来说,它使用了一种叫做深度学习的技术(deep learning,一种受大脑结构启发的人工智能)来训练一只计算机模拟的大鼠(computer-simulated rat)在虚拟环境中跟踪自己的位置。

让科学家们感到吃惊的是,该计算机模拟的大鼠自发地产生了类似于哺乳动物大脑中导航细胞所产生的六边形活动模式(即网格细胞,grid cells)。此前,网格细胞已被证明是动物追踪自身空间位置的基础。

更重要的是,模拟大鼠能够使用网格细胞编码(grid-cell-like coding)来很好地导航虚拟迷宫,甚至还学会了走捷径。

深度学习鼠

这项研究的作者们使用了深度学习网络(deep-learning networks)以检验神经科学中的一个假设:即大脑使用网格细胞,通过整合有关身体运动速度和方向的信息来绘制其在环境中的位置。

首先,作者们生成数据来训练他们的算法。他们模拟了虚拟大鼠(virtual rats)在围栏中觅食时所走的路径,以及模拟啮齿动物四处移动时位置和头部方向细胞的活动(但没有模拟网格细胞的活动);然后他们利用这些数据训练深度学习网络来识别模拟大鼠的位置。在这一过程中,他们发现,网格状活动的六边形模式自发地出现在计算单元中——就像他们在实验室利用真实大鼠的大脑中所做的那样。

此外,科学家们还发现,为了使网格样(grid-like)的活动出现,他们需要调整系统来增加一些人工噪声使其单元的滴答声更类似于大脑中的单元。

接下来,研究人员对系统进行了测试,观察虚拟大鼠是否可以利用这一模式来导航。他们把模拟大鼠放在一个更大的迷宫般的围栏里,在那里,虚拟大鼠必须学会如何到达一个特定的目标。同时,作者们在系统中还增加了另一个程序——引入了学习所需的记忆和奖励功能。

结果发现,这些模拟大鼠很快就学会了通过反复试验来寻找目标,并且变得非常精通,以至于他们的表现超过了一个试图完成相同任务且开始走捷径的人类专家。但是,当研究人员故意阻止网格模式的形成后,模拟的大鼠就无法再有效地在迷宫中穿行。

意义

挪威特隆赫姆卡弗利系统神经科学研究所(Kavli Institute for Systems Neuroscience in Trondheim)的Edvard Moser说:“计算机模型从完全不同的角度出发,最终形成了我们从生物学中知道的网格模式,这项研究证实了哺乳动物的大脑已经进化出了一种可以安排这种空间编码的最佳方法。”

需要指出的是,尽管研究人员同意人工智能将成为检验大脑假说的有用工具,但它不太可能回答关于大脑如何以及为什么使用特定代码的问题。“人工智能似乎能够加速我们对大脑如何导航的研究,但它不会取代神经科学家。”Moser总结道。

来源:生物探索

作者:Tierna

来源:生物探索   作者:Tierna

为你推荐

全球首个专家级通用医疗影像模型,一次识别146种病症资讯

全球首个专家级通用医疗影像模型,一次识别146种病症

9月18日消息,阿里巴巴达摩院与浙江大学医学院附属第一医院等机构研发出通用医疗影像AI模型DAMO RADAR,并登上国际顶级学术期刊《科学》(Science)。

2026-09-18 17:12

金斯瑞与礼来TuneLab达成合作,推动AI制药湿实验服务资讯

金斯瑞与礼来TuneLab达成合作,推动AI制药湿实验服务

根据协议,金斯瑞生物将向Lilly TuneLab参与企业提供湿实验服务,助力其快速生成实验数据,将AI预测转化为生物学验证数据,加速候选药物评估。

2026-09-18 15:51

医药工业发展十五五规划资讯

医药工业发展十五五规划

规模以上医药工业企业营业收入超过3 5万亿元,创新药产业规模增速年均达到20%以上,全球年销售额超10亿美元的品种数量达到5个以上;年营业收入超过100亿元的医药工业企业数量达...

2026-09-18 13:45

全球首个核药仿制药获完全批准资讯

全球首个核药仿制药获完全批准

9月14日,Curium宣布Bexlutry([177lu]氧奥曲肽,研发代号:PNT2003)获得FDA批准上市。该药物是Lutathera的仿制药,也是全球首个获批上市的核药仿制药。

2026-09-18 11:58

康方生物第4个ADC获批临床,加速布局IO+ADC方向资讯

康方生物第4个ADC获批临床,加速布局IO+ADC方向

近日,康方生物(9926 HK)宣布,其自主研发的创新双抗ADC药物AK158D1(EGFR Trop2 双抗ADC),已获得国家药品监督管理局药品审评中心批准,开展用于治疗晚期恶性实体瘤的I期临床研究。

2026-09-18 11:18

体内CAR-T出海资讯

体内CAR-T出海

近日,河北森朗生物科技有限公司(森朗生物)与美国Tempest Therapeutics(Tempest)签署独家选择权协议,授权Tempest可独家引进森朗生物CD7靶向慢病毒载体平台及多款体内CAR-T候选药物。

2026-09-17 17:15

迈英诺医药完成超 2 亿元 A 轮融资,全球首个局部给药泛 JAK / 泛 Trk 多靶点抑制剂进入中美 II 期临床资讯

迈英诺医药完成超 2 亿元 A 轮融资,全球首个局部给药泛 JAK / 泛 Trk 多靶点抑制剂进入中美 II 期临床

本轮融资由阳光融汇资本领投,厦门金圆产业链基金、厦门市心血管产业基金、博行资本、建发新兴投资、沃美达资本、朗煜投资、厦门高新投跟投

2026-09-17 16:23

华东医药携手美柏生物,ECM胶原蛋白MB007独家战略合作落地资讯

华东医药携手美柏生物,ECM胶原蛋白MB007独家战略合作落地

就细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)胶原蛋白MB007产品在中国市场达成独家战略合作

2026-09-17 16:17

全球范围内,达芬奇SP单孔手术系统首获新适应症资讯

全球范围内,达芬奇SP单孔手术系统首获新适应症

直观医疗近日宣布,达芬奇SP单孔手术系统经阴道妇科手术适应症已获得欧盟CE认证,这是该系统在全球范围内首次获批此适应症。

2026-09-17 16:17

赛诺菲上海外资研发创新中心正式揭牌,携手华山医院共建全球卓越转化中心 资讯

赛诺菲上海外资研发创新中心正式揭牌,携手华山医院共建全球卓越转化中心

赛诺菲加码中国创新,推动本土科研加速临床转化

2026-09-17 16:00

2026上半年:创新医药企业营业收入TOP10 VS 创新医疗器械企业营业收入TOP10资讯

2026上半年:创新医药企业营业收入TOP10 VS 创新医疗器械企业营业收入TOP10

在生物医药及医疗器械领域,创新性通常被视为企业实现长期成长的核心价值驱动。

2026-09-17 15:51

《医药代表管理办法》备案政策问答(二),非首次备案医药代表因学历、专业不符合《办法》规定可否备案资讯

《医药代表管理办法》备案政策问答(二),非首次备案医药代表因学历、专业不符合《办法》规定可否备案

9月16日,国家医药代表备案平台发布《备案政策问答(二)》。国家药监局收集、整理了部分与备案相关的问题,进行解答。

2026-09-17 11:08

字节跳动Anew Labs完成2.9亿美元融资资讯

字节跳动Anew Labs完成2.9亿美元融资

本轮融资由原红杉中国HSG、IDG资本和高瓴投资领投,五源资本担任联合领投方。其他投资者还包括高榕创投、春华创投、博裕资本,以及战略投资者SBP Group和国资背景的上海未来产...

2026-09-17 10:36

诺华前中国总裁张颖出任传奇生物 CEO资讯

诺华前中国总裁张颖出任传奇生物 CEO

纳斯达克上市细胞治疗企业传奇生物(Legend Biotech,股票代码:LEGN)于 9 月 15 日正式官宣,董事会任命张颖(Ingrid Zhang)担任公司首席执行官(CEO),任命自当日生效。

2026-09-16 19:41

丹纳赫举办阿尔茨海默病科普分享会,共话早筛早诊,守护认知健康资讯

丹纳赫举办阿尔茨海默病科普分享会,共话早筛早诊,守护认知健康

在我国,AD及相关痴呆患病人数已近1700万,而早诊率长期偏低。

2026-09-16 19:25

化学药品注册标准新增检验项目和变更生产地址是否需要进行注册检验资讯

化学药品注册标准新增检验项目和变更生产地址是否需要进行注册检验

化学药品的以下变更情形是否需要进行注册检验? 1 注册标准新增检验项目 2 变更生产地址。

2026-09-16 16:13

聚焦罕见病创新与患者可及,2026年“中法医学日”活动在京举行资讯

聚焦罕见病创新与患者可及,2026年“中法医学日”活动在京举行

​近日,2026年“中法医学日”活动今日在北京国家会议中心举行,来自中法医疗健康领域的政策研究者、临床专家、患者组织代表及产业界代表等逾百位嘉宾参会,围绕“健康与创新:...

2026-09-16 15:05

荣昌生物PD-1/VEGF双抗RC148一线治疗鳞状和非鳞状非小细胞肺癌Ib期临床数据资讯

荣昌生物PD-1/VEGF双抗RC148一线治疗鳞状和非鳞状非小细胞肺癌Ib期临床数据

近日,在2026年世界肺癌大会(WCLC 2026)上,荣昌生物公布了其PD-1 VEGF双特异性抗体RC148一线治疗鳞状和非鳞状非小细胞肺癌的Ⅰb期临床数据(RC148-C002研究)。

2026-09-16 14:36

我国将首次制定全国统一的医保医疗服务项目目录,第一批目录工作方案发布资讯

我国将首次制定全国统一的医保医疗服务项目目录,第一批目录工作方案发布

9月16日,国家医保局正式印发《国家基本医疗保险医疗服务项目目录(第一批)制定工作方案》,我国将首次制定全国统一的医保医疗服务项目目录,进一步规范医保支付范围,提升保障...

2026-09-16 11:45

2025年航空援助核心洞察报告资讯

2025年航空援助核心洞察报告

近日,国际SOS旗下的航空医疗与安全风险管理服务商MedAire发布《2025年航空援助核心洞察报告》,为航空公司及公务机运营商配置保障资源、管理运营风险提供参考。

2026-09-16 11:22