Wyss研究所将IARPA-Funded大脑映射财团

哈佛大学生物工程研究所宣布了一个跨机构财团绘制大脑的神经回路以前所未有的忠诚。该财团是由一份价值2100万美元的合同从情报高级研究项目活动(IARPA),旨在发现大脑的学习规则和突触的电路设计,进一步帮助推进neurally-derived机器学习算法。

该财团将利用Wyss研究所FISSEQ(荧光原位测序)方法来推进神经——,科学确定神经细胞共同带来特定的大脑功能。Wyss FISSEQ于2014年开发的核心教员乔治教会和他的同事们,不像传统的测序技术,它提供了一种方法来确定特定的RNA分子在完整的组织的精确位置。该财团将利用这FISSEQ能力准确地跟踪成套神经细胞和它们的连接过程中完整的长距离脑组织,目前很难与其他方法。

获得竞争IARPA微米合同,该财团将进一步的总体目标,奥巴马总统的大脑活动,旨在提高对人类思想的理解和发现新的方法来治疗神经病理疾病如阿尔茨海默氏症、精神分裂症、自闭症和癫痫。

财团的工作将从根本上创新技术框架用于破译大脑使用沟通和满足特定的神经元主要电路功能。知识可以应用于提高人工智能等不同的机器学习领域的欺诈检测,模式和图像识别,无人驾驶汽车的决策。

“从历史上看,在大脑中神经元的映射路径和电路要求脑组织被电镜切片和可视化。然后重建完整的神经元和电路调整个人电子microsope图像,这个过程是昂贵的和不准确的使用只有一个颜色(灰色),“教会说,他是首席研究员IARPA微米财团。“我们正在采取一种全新的方法神经connectomics-immensely彩色条形码,应该克服这个障碍;并通过整合分子和生理信息我们希望呈现一个高清神经元电路专用首先映射到特定的感觉,和在未来行为和认知任务。”

教会是哈佛医学院的遗传学教授,教授在哈佛大学和麻省理工学院健康科学和技术。

映射神经连接,该财团将基因工程小鼠,以便每个神经元编码在其整个结构独特的RNA序列,一种叫做BOINC的技术(单个神经元连接的条码)由安东尼Zador冷泉港实验室。因此一个完整的地图表示的精确位置,形状和所有可以生成神经元的连接。

可视化的关键将FISSEQ这个复杂的地图,就是能序列的总补条形码使用超分辨率显微镜和确定其确切位置。重要的是,自从FISSEQ分析可以应用于完整的大脑组织,容易出错的brain-sectioning过程是常见的一部分映射研究可以避免和长神经过程可以更准确地跟踪在较大的数量和速度。

此外,科学家们将提供条形码小鼠的感官刺激,如闪光,强调收集相对应的电路,在更复杂的神经刺激的地图。改进了解神经元电路的组成以及它们如何函数远距离最终将允许团队构建新的机器学习模型。

多学科的财团横跨6个机构。除了教堂之外,Wyss研究所的工作将由塞缪尔·Inverso博士,他是一个项目的人员软件工程师和研究员。补充Wyss团队,首席调查员安东尼•Zador博士,阿列克谢•Koulakov博士和Jay Lee博士在冷泉港实验室。亚当Marblestone博士和利亚姆•Paninski博士是麻省理工学院的研究员和哥伦比亚大学首席研究员。

哈佛牵头的财团与另一个微米大领导的研究小组唱Lee博士卡内基梅隆大学的首席研究员在一个单独的数百万合同下,桑德拉Kuhlman,卡内基梅隆大学的博士和艾伦•Yuille博士约翰·霍普金斯大学的首席调查员,神经回路的计算模型和开发的新一代机器学习算法通过研究大量的神经元的行为在动物的行为,以及这些神经元电路的显示由创新方法开发的财团。

“这是非常令人兴奋的,看看Wyss研究所的技术现在已经成为仪器在展示如何连接到特定的大脑功能的神经体系结构。方法通过本研究可以改变大脑的轨迹实现映射在世界范围内,”医学博士说,唐纳德·因格贝尔Wyss学院创始董事博士,他也是Judah Folkman血管生物学教授哈佛医学院和血管生物学项目波士顿儿童医院和哈佛大学的生物工程教授约翰·a·保尔森工程和应用科学学院。