رسم جدارية لمدينة كامبريدج ، ماساتشوستس. أرسلت بواسطة دانييلا جامبا.تستمر لعبة EyeWire ، التي كتبت عنها
مقالة بالفعل هنا ، في إنتاج مواد جديدة. لا يعتمد العلماء في مختبر سيباستيان سونغ على اللعبة فقط وعلى جهود المتطوعين العلميين لتطوير البحوث في مجال أبحاث الدماغ ، ولكن بالتأكيد له قيمة علمية.
وفقًا
للإحصاءات الرسمية للعبة التي تزيد عن 5 سنوات ، سجل 265 ألف شخص من 186 دولة (بيانات تستند إلى ملفات تعريف اللاعبين وقد تكون غير دقيقة). تم تحليل 10 ملايين "مكعبات" مع عمليات الخلية ، وتم إكمال نماذج لحوالي 3000 خلية. هل هو كثير أم قليلا؟ استغرق الأمر من فريق من العلماء أكثر من 10 سنوات لوصف 302 الخلايا العصبية الخيطية بشكل كامل (C. elegans) والعلاقات بينهما ، تم الانتهاء من العمل في عام 1984. تنص
المقالة على أنه على الرغم من استخدام مساعدة الكمبيوتر ، إلا أن معظم الأعمال التي أجريت على 8000 طلقة قام بها العلماء يدويًا. لا يزال التقدم صامداً ، واليوم يمكننا "تكليف" عملية إعادة بناء الشبكات العصبية بالشبكات العصبية الحاسوبية ، ولكن يجب أولاً تعليم هذه الشبكات. يتم
وصف مشاكل هذه العملية ، على سبيل المثال ، من قبل فريق آخر من العلماء الذين يعيدون بناء الخلايا العصبية. من ناحية أخرى ، لا يمكن للمرء أن يتحدث عن وصف كامل للوصلات العصبية (الوصلات العصبية) في الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا دون أي تحسن جذري في سرعة النمذجة. في الحيوانات الصغيرة والطيور ، يتألف الجهاز العصبي من 10 إلى 500 مليون خلية عصبية ، بشكل كبير - أكثر من مليار ، خاصة حوالي 86 مليار خلية عصبية في البشر.
على الرغم من حقيقة أن محاولات وصف الوصلات الكاملة لحيوانات بأكملها لا تزال بعيدة عن النجاح ، فحتى الاكتشافات الفردية تثري العلوم التي تنمو بسرعة. على سبيل المثال ،
منشور عن اكتشاف مركبات جديدة في جزء مدروس جيدًا من دروسوفيلا في الدماغ نتيجة لإعادة بناء شبكه المتصل. يجري العمل أيضًا في مجال البحوث المشتقة: على سبيل المثال ، امتلاك نموذج للجهاز العصبي للنيماتودا (nematode) ، وبناء نموذج كمبيوتر عام للديدان نفسها ، ومحاكاة سلوكها.
ويشارك مشروع
OpenWorm في هذا -
مقال عن Habr ،
والأخبار عن Habr.
لكن العودة إلى EyeWire. إلى جانب كيفية عمل العلماء مع البيانات الخام التي تم الحصول عليها من المجهر الإلكتروني ، يقوم المتطوعون في EyeWire بالفعل بإنشاء مجموعة من البيانات التي تم التحقق منها. يتمثل "الأثر الجانبي" لإنشاء مثل هذه المجموعة من البيانات المرجعية في اكتشاف أنواع وأنواع فرعية جديدة من الخلايا لم يصادفها العلماء سابقًا. تساعد القرارات البشرية أيضًا في الحالات التي يكون فيها من المستحيل التمييز بين فروع العصبونات الناتجة عن التقاطع بسبب تقاطعها مع خلية عصبية أخرى. إن الاتصال البسيط وفقًا لبعض الإشارات ، مثل السطوع ، لا يجعل من الممكن أن نفهم أن أمامنا تشعب الخلايا العصبية قيد التحقيق أو جزء من فرع آخر (
أمثلة على موقع اللعبة). بالإضافة إلى الرسوم التوضيحية ، التي يتضح من خلالها السبب في أنه حتى من الصعب على الشخص إعادة بناء عمليات الخلية ، قمت بإعداد
فيديو مع عملية اللعبة. يسجل الفيديو عملية إعادة بناء "مكعبات" متعددة مع عمليات الخلية ، وفي 1: 40-2: 20 واحدة من العيوب (تقاطع غير التباين) مرئية وتستمر العملية وراءها.
تنقسم البيانات التي تعمل معها EyeWire حاليًا إلى قسمين كبيرين: الخلايا العصبية من
شبكية الفأرة وخلايا أكثر تعقيدًا من
دماغ أسماك الزرد.
تحتوي مجموعة البيانات الأولى على حجم 16 قطاعًا ، كل منها 50 × 50 ميكرون ، ويقدر عدد الخلايا في عام 2000. بدأ العمل في مجموعة البيانات في يناير 2016 ، في ديسمبر 2017 (الذكرى السنوية الخامسة للعبة) ، تم فحص آخر الخلايا من القطاع التاسع ، اعتبارًا من مايو 2019 - بالفعل 14 القطاعات منتصف. في الوقت نفسه ، لا نأخذ الخلايا الدبقية لبناءها - فهي مساعدة و (على حد علمي) لا تشكل متشابك مع الخلايا العصبية الأخرى. يوجد في المختبر أولئك الذين يساعدون في تنظيم العملية (صناع اللعبة) وأولئك الذين يعملون مع الخلايا التي تمت معالجتها بالفعل ووصلاتها ، مع الأخذ في الاعتبار من وجهة نظر وجهات النظر الحديثة حول وظائف هذا الجزء من الدماغ وتوصيلاته.
في مقال سابق ، ذكرت Zoouniverse كمثال لمنصة حيث ، بمساعدة الهواة ، يتم حل المهام العلمية تماما من مختلف الاتجاهات. يوجد في Eyewire عدد من الاختلافات في البرامج النصية Zoouniverse ، والتي تطلب منك كتابة محركك الخاص ولماذا لا يرتبط المجتمع في اللعبة بالضرورة بمشروعات أخرى.
تجري المحاكاة في ثلاثة أبعاد ، وتكون الصورة العصبية ثلاثية الأبعاد تمامًا.
تبدأ العملية بإيجاد صانع الألعاب لجهاز نواة خلية لم يتم إعادة بنائه في مجموعة البيانات وإزالة العمليات الأولى منه. بعد ذلك ، يعطي صانع الألعاب رابطًا لهذه "الجرثومة" ويطلب من اللاعبين ذوي الخبرة تقييم مدى تعقيد الخلية (1 أو 2). في مرحلة ما ، يتم نقل الخلية إلى الجمهور ، ومن تلك اللحظة فصاعدًا ، يمكن لأي لاعب في اللعبة اجتاز مواد التدريب من المستوى المناسب العمل عليها. في الخلايا الأخف من النوع 1 ، حيث يمكن للمبتدئين الوصول إليها ، يُعتبر المكعب مكتملًا إذا كان هناك ثلاث عمليات إعادة بناء ، وإذا كان جزء على الأقل من أقسام إعادة الإعمار متقابلًا على جدار المكعب ، تبحث اللعبة عن قسم مجاور في مجموعة البيانات وتبديلها لمزيد من اللعب. في حالة تعارض الرأي ، ستحسب اللعبة الأغلبية. يمكن تصحيح رأي الأغلبية من قبل اللاعبين الذين لديهم حق الوصول إلى التحرير (يتم إعطاء الفرصة من قبل الإدارة مع خبرة أشهر عديدة ومعايير دقة عالية من عمليات إعادة البناء السابقة) والإدارة نفسها (صناع اللعبة). أيضًا ، يقوم اللاعبون الذين لديهم حق الوصول إلى التحرير بوضع الملصق "مكتمل" على المكعب ، بينما ينفصل عن اللعب. بمجرد وضع الملصقات "المكتملة" من لاعبين مختلفين على جميع المكعبات ، يأخذ صانعو اللعبة الخلية للفحص النهائي. في المختبر ، لديهم تصور لجميع الخلايا التي أعيد بناؤها والصلات بينها ، مما يسمح لنا بالعثور على أوجه القصور والمجالات المشكلة.
على الرغم من العدد الصغير نسبيًا للمشاركين النشطين (100 إلى 200 شخص يقدمون حوالي 90٪ من المساهمة شهريًا) ، فمن الواضح بالفعل أنه في هذه البيانات ، لن تنتهي اللعبة ودراسة دماغ الحيوانات الصغيرة بمساعدتها. بالنسبة للاعبين ذوي الخبرة ، تتوفر مجموعة بيانات دماغ الزرد بالتوازي ، ويخطط فريق من صانعي الألعاب والمطورين لمشروع جديد يسمى Neo ، والذي سيدرس المحاور (بدلاً من التشعبات ، كما هو الآن). لم يعجبني معاينة اللعبة التي رأيتها (شعرت بالتركيز على الأطفال في سن المدرسة الثانوية) ، لكنني أتطلع إلى ما يأتي منها. تم تأجيل التوقيت ، كما يحدث غالبًا ، أكثر من مرة.