EyeWire：公民驱动的神经科学，用于绘制视网膜连接组图。我是一个信息迷。谈论科学、技术和设计让我兴奋。我眼中的幽默？是含蓄的，充满双关语。我内心是一个浪漫主义者，我热爱爵士乐。正如你可能从我写这篇文章的事实推断出来的，我是一个公民科学的爱好者。 如果你想知道你和我有多么不同（或相似），那可能与你大脑中神经元的连接方式有关。这就是麻省理工学院计算神经科学教授 Sebastian Seung 的看法。在他如今著名的 2010 年 TED 演讲中，Seung 认为，正是你大脑中神经元连接的独特方式，也就是所谓的“连接组”，造就了你的独特性。为了验证这一点，Seung 做了一个科学家会做的事。他开始检验这个假说。但人脑大约有 1000 亿个神经元和约 100 万亿个连接。 事实上，理解大脑如何工作以及患病的大脑中会发生什么，是困扰人类的 重大问题 之一。科学家们正在以多种方式解决这个问题，而 Seung 绘制连接组图的尝试就是其中之一。回到 Seung 在麻省理工学院的实验室，他和他的团队开始利用电子显微镜获得的图像，应用人工智能（AI）算法来绘制视网膜神经元的地图（视网膜连接组）。他很快意识到，仅靠强大的计算能力是不足以应对这一挑战的。事实证明，算法需要一些人类的帮助才能生成准确的三维地图。为什么需要人类？为什么不能创造更多算法来处理这些事情？答案恰恰在于人类大脑非凡的模式识别能力，以及理解 2D 图像片段如何连接形成 3D 物体的能力。因此，Seung 的团队利用所有原始图像数据和 AI，创建了 EyeWire，一个众包业余公民神经科学家智能来绘制人脑地图的游戏。起初，他们将游戏设计用于分析视网膜的神经元连接。这将帮助他们理解视觉的工作原理，这是连接组大背景下的一小步。
EyeWire 正在绘制地图的视网膜神经元（图片来源：Jamie Simon, Salk Institute for Biological Studies.）不到一年半的时间，EyeWire 就取得了令人瞩目的成就。来自 150 个国家的超过 120,000 名玩家参与了 EyeWire，重建了超过 100 个神经元。EyeWire 项目赢得了多个奖项，并在 2014 年的 TED 会议和美国科学与工程博览会等全国性活动中展出。EyeWire 在 2013 年 Scistarter 数据库访问量最大的公民科学项目中也位居 榜首。作为一个例证，证明了众包公民科学在应对复杂挑战并取得成果方面的力量，该团队利用 EyeWire 公民神经科学家的努力，解决了长期存在的视觉谜题中的一部分。他们的研究成果在神经科学领域被认为具有如此重要的意义，以至于他们能够发表在世界上最挑剔的同行评审科学期刊之一《自然》上（注意 - 全文需要付费阅读）。好了，言归正传。EyeWire 是关于什么的？以及如何玩？简而言之，就是通过观察图案并填补缺失的部分来重建 3D 神经元。你，即“EyeWirer”，会看到一个屏幕，分为两部分。左边显示一个 3D 立方体，其中可见一个部分重建的神经元。右边是一系列 2D 电子显微镜图像，这些图像本质上是 3D 立方体的“切片”。当你滚动浏览切片时，你会开始识别算法在重建中遗漏的区域。你可以通过点击鼠标快速填补这些缺失的部分，这会增加你左边的 3D 神经元。当事情变得棘手时，乐趣就开始了。因为神经元会弯曲、编织和分叉，所以追踪这些部分并不总是那么容易。这也是算法往往会有更多缺失部分的时候，需要你敏锐的观察力。创建一个登录即可轻松上手，使用你的电子邮件不到一分钟即可注册。开始玩 EyeWire 最棒的地方在于，你不会立刻被扔进深水区。游戏会引导你完成一系列教程，这些教程不仅会训练你如何使用控件，还会帮助你理解 2D 图像和 3D 立方体如何匹配，这是有效玩游戏的重要部分。在训练模式下，会出现一个进度条，通知你立方体已完成多少。如果你在训练中犯了错误，该部分会以不同的颜色显示，进度条也会以红色表示你犯了错误。然后你可以通过简单地右键单击鼠标来撤销该步骤。
我的 EyeWire 训练截图。AI 软件追踪的部分是蓝色，我正确追踪的区域是绿色，我遗漏的部分是紫色。错误追踪的部分会显示为红色。聊天窗口出现在左下角。图片来源：Eyewire.org。当你完成一个立方体的追踪时，你就“解决”了一个立方体。同一个立方体会呈现给另外 3 到 5 名玩家，算法会根据解决该立方体的 EyeWirer 的最常见路径来确定最终结构。游戏通过一个 积分系统 来激励玩家变得更好，该系统会考虑添加的缺失部分数量、准确性以及其他因素。玩家通过尽可能多地解决立方体来争取在排行榜上名列前茅。为了让你了解这项工作量有多大，完全绘制一个神经元可能需要解决几千个立方体。所以玩家越多，项目进展越快！如果你在追踪神经元方面变得非常出色，你将被晋升为“Scout”（侦察兵）或“Scythe”（镰刀）。侦察兵和镰刀是高级玩家，可以检查和纠正其他玩家已解决的立方体。本质上，他们充当 EyeWire 社区的版主。你永远不必担心忘记游戏中的某些内容或在玩游戏时遇到技术问题。EyeWire 拥有非常全面的 说明、视频和 常见问题解答 来帮助你。除此之外，EyeWire 的 论坛 还有一个非常活跃的社区，他们会迅速回应你可能遇到的任何问题！通过在 2014 年 4 月推出 办公时间，EyeWire 团队已尽最大努力确保任何需要帮助的人都能得到帮助。办公时间肯定对那些希望在积分排行榜上名列前茅的新手和经验丰富的 EyeWirer 都非常有帮助。通过创建 EyeWire，Seung 和他的团队展示了公民科学家的无限潜力。令我惊叹的是，这仅仅是个开始。我迫不及待地想看到公民神经科学家利用 EyeWire 取得的令人难以置信的发现。所以，如果你正在阅读这篇文章，而你还没有加入 EyeWire，我强烈建议你赶紧加入这个行列。因为它注定会走向成功！
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