มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเริ่มโครงการสมองดิจิทัล ใช้เครื่องสแกน 7 Tesla MRI ในการศึกษาข้อมูลภาพถ่ายทางประสาท

มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้เริ่มโครงการชื่อว่า "โครงการสมองดิจิทัลสแตนฟอร์ด" ซึ่งเป็นแผนงานระยะเวลา 5 ปี ที่รวมเอาเนอโรวิทยาศาสตร์และปัญญาประดิษฐ์เข้าด้วยกัน นักวิจัยในโครงการนี้จะใช้เครื่องสแกน MRI 7 Tesla รุ่นล่าสุด เพื่อสร้างโมเดลพื้นฐานของสมองมนุษย์ในรูปแบบปัญญาประดิษฐ์ พวกเขาหวังว่าจะสร้างชุดข้อมูลภาพถ่ายทางประสาทที่ครอบคลุม โดยใช้เงินบริจาคจากนักลงทุนด้านเทคโนโลยี เพื่อฝึกฝนอัลกอริธึมในการคาดการณ์ฟังก์ชันของสมอง และเร่งกระบวนการรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคซึมเศร้าและโรคพาร์กินสัน ผ่านการกระตุ้นสมองอย่างเฉพาะเจาะจง

จุดเน้นการวิจัยของโครงการ

แตกต่างจากโมเดลภาษาขนาดใหญ่ที่ฝึกจากข้อความทั่วไป โครงการสมองดิจิทัลสแตนฟอร์ดจะมุ่งเน้นไปที่การฝึกโมเดลการเรียนรู้ของเครื่องจากข้อมูลภาพถ่ายทางประสาทที่เตรียมไว้เป็นพิเศษ นักวิจัยจากสถาบันวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์ของสแตนฟอร์ดจะเริ่มกิจกรรมทดลองหลายอย่าง เพื่อบันทึกกิจกรรมของสมองที่เกี่ยวข้องกับการมองเห็น ความจำ ภาษา การเคลื่อนไหว ความสนใจ การรับรู้ และความเข้าใจทางสังคม จากกิจกรรมเหล่านี้ พวกเขาจะดึงรูปแบบทางสถิติที่กว้างขวาง เพื่อให้ระบบสามารถสร้างผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นกิจกรรมของสมองที่ไม่เคยมีมาก่อน

เพื่อบันทึกข้อมูลเหล่านี้ ทีมงานได้ใช้เครื่องสแกน MRI 7 Tesla รุ่นล่าสุดที่ศูนย์ภาพลูคัส พร้อมกับระบบ OPM-MEG แบบพกพาที่ทันสมัย ด้วยเครื่องมือที่มีความละเอียดสูงเหล่านี้และฐานข้อมูลวิดีโอที่กว้างขวาง พวกเขาสามารถติดตามตำแหน่งและเวลาของกิจกรรมทางประสาทได้อย่างแม่นยำ ถึงแม้จะถึงระดับความแม่นยำในระดับมิลลิวินาที ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านรังสีวิทยาที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด โจนาธาน โปลิเมนี กล่าวว่าระบบแต่ละตัวถือเป็นเครื่องมือภาพถ่ายสมองที่ทรงพลังที่สุดในโลก การใช้ร่วมกันจะให้มุมมองกิจกรรมของสมองที่ไม่มีใครเทียบได้

ข้อมูลเหล่านี้จะถูกประมวลผลโดยคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ GPU มัลติโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงของสแตนฟอร์ด

ศักยภาพของศูนย์สังเกตดิจิทัล

หลังจากการฝึกฝน โมเดลปัญญาประดิษฐ์เหล่านี้จะกลายเป็นศูนย์สังเกตดิจิทัล โดยใช้การสร้างโมเดลเป็นจุดเริ่มต้นในการเข้าใจชีววิทยาของมนุษย์ เช่นเดียวกับที่นักอุตุนิยมวิทยาใช้โมเดลการจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนในการคาดการณ์สภาพอากาศ นักวิจัยทางการแพทย์จะใช้ระบบการสร้างโมเดลสมองนี้ในการตรวจสอบสมมติฐานของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการจำลองได้หลายพันครั้งในหนึ่งคืน เพื่อค้นหาความผิดปกติเล็กน้อยในเครือข่ายที่นำไปสู่โรคทางการแพทย์ โดยสามารถทดสอบแนวคิดได้เร็วกว่าแนวทางในห้องปฏิบัติการแบบดั้งเดิมถึงหนึ่งระดับ

โมเดลสมองมีศักยภาพในการรักษาสภาวะต่างๆ เช่น โรคซึมเศร้าหลัก ซึ่งยังคงเป็นสาเหตุหลักของความพิการทั่วโลก โมเดลภาพถ่ายสมองคาดว่าจะช่วยลดความล่าช้า โดยการระบุการรักษาที่สามารถให้ความช่วยเหลือได้มากที่สุด และชี้นำการกระตุ้นไฟฟ้าไปยังพื้นที่เป้าหมายของสมอง เพื่อให้วงจรประสาทที่สำคัญกลับคืนสู่สภาพปกติ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านจิตวิทยาและวิทยาการคอมพิวเตอร์ แดน ยามินส์ กล่าวว่า "วิธีที่ดีที่สุดในการซ่อมแซมระบบ—ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ หัวใจ หรือสมอง—คือการสร้างโมเดลที่ละเอียด ซึ่งจะช่วยให้คุณเปรียบเทียบระหว่างสภาพการทำงานปกติกับสภาพที่มีความผิดปกติ"

เขาชี้ให้เห็นว่ามหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดมีความเชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยาศาสตร์และความสามารถในการคำนวณฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นในการดำเนินการสมองดิจิทัลอย่างเต็มรูปแบบ

เมื่อการวิจัยเสร็จสิ้น มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดจะให้ระบบและชุดข้อมูลเหล่านี้ฟรีแก่ผู้วิจัยทั่วโลก เพื่อเป็นทรัพยากรทางวิทยาศาสตร์แบบเปิด งานนี้จะสร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มการเข้าถึงแบบเปิด เช่น OpenNeuro เพื่อเร่งการค้นหาการรักษาสำหรับโรคออทิสติก โรคอัลไซเมอร์ และโรคที่เกี่ยวข้องทั่วโลก

ความสำคัญของทรัพยากรทางวิทยาศาสตร์แบบเปิด

โครงการสมองดิจิทัลสแตนฟอร์ดไม่เพียงแต่เน้นการรวมกันของปัญญาประดิษฐ์และภาพถ่ายทางประสาท แต่ยังเน้นความสำคัญของวิทยาศาสตร์แบบเปิด เมื่อการวิจัยเสร็จสิ้น จะมีการแจกจ่ายชุดข้อมูลฟรีให้กับนักวิจัยทั่วโลก ซึ่งจะช่วยเร่งการวิจัยและการรักษาโรคทางประสาทหลายชนิด การแบ่งปันทรัพยากรในลักษณะนี้สามารถส่งเสริมความร่วมมือในวงการวิทยาศาสตร์และเพิ่มประสิทธิภาพการวิจัย โดยเฉพาะในบริบทของความท้าทายด้านสุขภาพทั่วโลกในปัจจุบัน ซึ่งเป็นการดำเนินการที่สำคัญเป็นพิเศษ