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Il nuovo gruppo di dati aiuterà meglio i ricercatori a capire come il cervello elabora le immagini

I neuroscenziati e gli scienziati di dispositivo ottico del computer dicono un nuovo gruppo di dati della dimensione senza precedenti -- comprendendo le scansioni di cervello quattro si offre volontariamente chi ciascuno ha osservato 5.000 immagini -- aiuterà meglio i ricercatori a capire come il cervello elabora le immagini.

I ricercatori alla Carnegie Mellon University e la Fordham University, riferente oggi nei dati scientifici del giornale, hanno detto l'acquisto delle scansioni funzionali (fMRI) di imaging a risonanza magnetica a questo disgaggio presentato le sfide uniche.

Ogni volontario ha partecipato a 20 o più ore dello scansione di MRI, sfidando sia la loro perseveranza che la capacità degli sperimentatori coordinare attraverso le sessioni di scansione. La decisione di progettazione estrema per eseguire le stesse persone sopra tante sessioni era necessaria per districare le risposte neurali connesse con le diverse immagini.

Il gruppo di dati risultante, BOLD5000 definito, permette che i neuroscenziati conoscitivi migliorino l'influenza i modelli d'apprendimento profondi che hanno migliorato drammaticamente i sistemi artificiali della visione. Originalmente ispirato dall'architettura del sistema visivo umano, l'apprendimento profondo può più ulteriormente essere migliorato perseguendo le nuove comprensioni in come gli impianti umani della visione ed avendo studi sulla visione umana migliori riflettono i metodi moderni di dispositivo ottico del computer. A tal fine, BOLD5000 ha misurato l'attività neurale in seguito alle immagini di visualizzazione catturate da due gruppi di dati popolari di dispositivo ottico del computer: ImageNet e COCHI.

“Intrecciare della scienza di cervello e dell'informatica significa che le scoperte scientifiche possono entrare in entrambe le direzioni,„ ha detto il co-author Michael J. Tarr, il Kavči? - Professore di Moura di scienza di cervello e conoscitiva e capo del dipartimento di CMU di psicologia. “Gli studi futuri sulla visione che impiegano il gruppo di dati BOLD5000 dovrebbero aiutare meglio i neuroscenziati a capire l'organizzazione di conoscenza nel cervello umano. Poichè impariamo più circa la base neurale del riconoscimento visivo, egualmente saremo posizionati meglio per contribuire agli avanzamenti nella visione artificiale.„

Autore principale Nadine Chang, uno studente di Ph.D. nell'istituto della robotica di CMU che si specializza nel dispositivo ottico del computer, suggerito che gli scienziati di dispositivo ottico del computer stiano guardando alla neuroscienza per contribuire ad innovare nell'area rapido d'avanzamento della visione artificiale -- rinforzo della natura bidirezionale di questa ricerca.

“Gli scienziati di Computervisione ed i neuroscenziati visivi essenzialmente hanno lo stesso scopo finale: per capire come elaborare ed interpretare informazioni visive,„ Chang ha detto.

Il miglioramento del dispositivo ottico del computer era una parte importante del progetto BOLD5000 dal suo inizio. Elissa senior Aminoff autore, poi un collega post-dottorato nell'instituto di psicologia di CMU ed ora un assistente universitario della psicologia a Fordham, ha iniziato questa direzione della ricerca con il co-author Abhinav Gupta, un professore associato nell'istituto di robotica.

Fra le sfide affrontate connettere biologico e nel dispositivo ottico del computer è che la maggior parte degli studi neuroimaging umani comprende molto poche immagini dello stimolo -- spesso 100 o di meno -- quale sono semplificati tipicamente per descrivere soltanto i singoli oggetti contro uno sfondo neutrale. Al contrario, BOLD5000 include più di 5.000 nell'ambiente, immagini complesse delle scene, singoli oggetti ed oggetti d'interazione.

Il gruppo osserva BOLD5000 come soltanto il primo punto verso fare leva i modelli moderni di dispositivo ottico del computer per studiare la visione biologica.

“Franco, il gruppo di dati BOLD5000 è ancora modo troppo piccolo,„ Tarr ha detto, suggerendo che un gruppo di dati ragionevole del fMRI richieda almeno a 50.000 immagini dello stimolo ed a molti altri volontari di fare il progresso alla luce del fatto che la classe di netti neurali profondi usati per analizzare il linguaggio figurato visivo è preparata su milioni di immagini. A questo scopo, il gruppo di ricerca spera che la loro capacità di generare un gruppo di dati di 5.000 scansioni di cervello apra la strada per i più grandi sforzi di collaborazione fra la visione umana e gli scienziati di dispositivo ottico del computer.

Finora, la risposta del campo è stata positiva. Pubblicamente - il gruppo di dati disponibile BOLD5000 già è stato scaricato più di 2.500 volte.