研究机构联手亚马逊云科技用生成式AI解锁“人脑图谱”
时间对于你来说，也许是成长和希望，对于那些阿尔兹海默症的患者来说，就是记忆的橡皮擦。你知道吗？尽管科学家们已经研究人类大脑数十载，但治疗像阿尔兹海默症和帕金森症等脑神经疾病的进展却依然缓慢。为什么挑战如此之大？主要是两方面原因：首先，大脑是我们人类最复杂的器官，其结构极其复杂，大脑有860亿个神经元、1000万亿个突触，神经元之间的连接方式多种多样，形成了错综复杂的神经网络，其次，人类大脑就像是一个“黑匣子”，我们无法直接观察它的内部运作过程，为脑疾病研究收集到的大脑数据集虽然很广泛、但却非常零散，难以进行整合并形成系统化的大脑认知模型。
一家非营利的生物科学研究机构——艾伦研究所（The Allen Institute) 正在努力向这个领域的重大突破迈进。他们致力于揭开人类生物学的奥秘。为了加速人类在治疗阿尔茨海默症和帕金森症等脑部疾病方面取得进展，这家研究所正在借助亚马逊云科技 (Amazon Web Services) 的AI和ML的技术，以精确和大规模的方式绘制超过 1000 亿个人类大脑细胞，解锁首张人脑图谱，以帮助发现神经系统疾病的治疗方法，同时创建世界上最大的开源脑细胞数据库 —— “大脑知识平台” （the Brain Knowledge Platform）。
“化学有元素周期表，基因组学有人类基因组图谱，这两项发现都改变了世界。神经科学需要一个类似的基础资源，而‘大脑知识平台’将帮助创建这样的资源”——艾伦研究所高级研究员的这个比喻清晰地描述了这个人脑开源数据库工作的逻辑和重要性。
神经科学家们正在从大脑中的 1000 多亿个细胞生成EB级的数据，用来确定导致疾病的细胞并生成大脑的高度精确图谱。他们利用基于亚马逊云科技 AI 和机器学习的解决方案来存储、分析和访问这个庞大的数据集。 这些数据将成为“大脑知识平台”的基础,并帮助神经科学家开发精确的治疗方法。"虽然我是神经科学家,不是AI专家,但我认为我们已经能够畅想生成式AI将在神经科学领域大展身手,我们将能够了解大脑如何运转,并利用这些知识为全人类的福祉做出贡献。“艾伦研究所高级研究员Dr. Ed Lein对于能够借助生成式AI开启大脑图谱研究的全新领域感到十分兴奋。
艾伦研究所把这些数据开放给所有人，以加速整个领域对这项疾病的研究进展。 艾伦脑科学研究所执行副所长兼所长Hongkui Zeng 说道，"当我们对人类大脑的理解真正焕然一新时,可能性将是无穷无尽的 "。在亚马逊云科技AI技术的加持下，我们看到了开启人类大脑认知的新希望，也是一个能够造福全人类的全新尝试。
艾伦脑科学研究所于2003年创立。艾伦研究所一直秉持三大理念：团队科学（Team Science）、大科学（Big Science）和开放科学（Open Science）。2011年，艾伦脑科学研究所的科学家绘制出了两个人脑基因图谱，其数据显示：人脑之间的相似度高达94%，至少82%的人类基因都会在大脑中表达。艾伦研究所的研究成果均公布于https://portal.brain-map.org/，供全球科学家免费使用。该所的研究成果已经成为全世界神经科学家的重要研究资源，推动了脑科学的研究。