Navigacija
Lista poslednjih: 16, 32, 64, 128 poruka.

SpikeFun - Artificial Nervous System Demo

[es] :: Veštačka inteligencija :: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo
(TOP topic, by Gojko Vujovic)
Strane: < .. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... Dalje > >>

[ Pregleda: 133177 | Odgovora: 455 ] > FB > Twit

Postavi temu Odgovori

Autor

Pretraga teme: Traži
Markiranje Štampanje RSS

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo30.11.2011. u 22:34 - pre 150 meseci
Mali sneak preview dolazecih verzija :-)



- Geometrija sive mase kreirana kombinovanjem fMRI slajsova u 3D mesh
- Za sada su veze izmedju dugih aksona i dalje slucajne, ali je krajnji cilj koriscenje DTI fMRI tenzora za "navodjenje" aksona

Ima jos puno posla, ali je ostalo jos samo par kljucnih stvari za prvi milestone (simulacija kompletne sive mase i talamusa sa bioloski realnim modelom i vezama izmedju neurona)
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

mindbound
LH+A

Član broj: 294004
Poruke: 6
159.148.5.*



+2 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo03.12.2011. u 03:33 - pre 150 meseci
Even if so, please do consider open-sourcing the SpikeFun - its feature set already redeems and outweighs any clumsiness or incompleteness of the code. :)
I find especially praiseworthy and interesting the diverse multi-compartment models, something that I still cannot get in a working condition on my own Izhikevich OpenCL code.
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo03.12.2011. u 20:43 - pre 150 meseci
Let's see how quick I can finish the full branching axons and axonal guidance based on DTI tensor data (fMRI) - then I could do some code cleanup... :-)

And now... SpikeFun 0.50 is out.

Download: http://www.dimkovic.com/node/7

Citat:
Code:

v0.50 - Released on 3rd December 2011
--------------------------------------

  * Added initial support for real-brain geometry (alpha)
  * Improved demo view (now including fMRI and EEG)
  * Integrated AVX optimizations in one executable
  * Integrated 32-bit and 64-bit downloads



This version comes with one huge update - support for real brain geometry. Brain 3D data was generated using fMRI slices and generating 3D surface out of them.

For now, brain geometry support is not complete - only gray matter is really following the anatomy, while thalamus is still a "sphere" in the center. Furthermore, because 3D mesh does not separate other non-cortical parts (e.g. basal ganglia, thalamus, cerebellum, brainstem etc.) they are filled with cortical neurons. I will correct that in one of the next versions, by "chopping" the 3D data into the appropriate functional units.

Unfortunately, download size has also grown - it is 6 MB now. This is mainly due to the brain 3D data. I am already using 3D mesh compression (OpenCTM) which is decreasing the mesh storage size by the factor of 10, but I think this is still too big... I will experiment with coarser quantization and maybe some mesh reductions to get this down further.

This is the picture of v0.50 in work (below). It is simulating relatively small population of 110K neurons and 7 million synapses. However, even with this low amount of neurons it is possible to induce gamma-band activity by switching on stimuli. If stimuli and mPSPs are switched-off, brain activity will into deep delta-wave state.

With this low number of neurons, this state looks exactly like epileptic "spike and wave" pattern. However, if larger number of neurons is present (e.g. 1 million) the activity will not contain spike and wave discharges. Rather, it will look like slow-wave sleep. Switching the stimuli and mPSPs on will almost immediately force the brain into the alpha/gamma rhythm - resembling awake state.



DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo04.12.2011. u 00:14 - pre 150 meseci
And some more examples based on v0.50.

Below two picture snapshots were made on the same simulation - with 1.03 million neurons and ~165 million synapses.

In the first picture, stimulation of sensory areas of thalamus is ON. Simulated brain responds with strong gamma-band activity, which is correlated with awake state and full consciousness in humans.

In the second picture, stimulation is switched OFF . Simulated brain almost immediately enters into the strong delta-wave activity, with no gamma band activity at all. In humans (and in other mammals) this pattern is observable during deep sleep and it is correlated with the absence of conscious experience.

Please note that EEG graphs are auto-scaled during rendering. In simulation, actual measured delta wave amplitudes are much higher than the gamma wave amplitudes.

Picture 1: Gamma band activity ("Awake brain"):



Picture 2: Delta band activity ("Slow-wave sleep"):



DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo11.12.2011. u 23:09 - pre 150 meseci
v0.51 is out...

- Fixed-point 3D geometrija za velike simulacije, stedi oko 50% video memorije
- Preciznija alokacija sinapsi i aksona (strozija provera secenja sa geometrijom, na zalost usporava kreiranje mreze oko 30%)
- Multi-kompartmentalni modeli za basket i non-basket inhibitorne interneurone
- 3D model mozga: Implementirana provera prilikom povezivanja da li neuron upada u laminarni aksonalni opseg pre-sinaptickog neurona

Sada se u celom procesu kreiranja neurona (aksoni + sinapse) proverava da deo aksona ili dendrita ne sece 3D mesh (sto bi znacilo da "iskace" iz geometrije). Na zalost ovo zahteva dosta provera da li segment sece trougao, sto usporava kreiranje simulacije.

Upsorenje je negde oko 30% - ali je rezultat daleko preciznija topologija.

Download: http://www.dimkovic.com/node/7
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo22.12.2011. u 16:56 - pre 150 meseci
v0.52 is out...

Nove stvari:

- Preciznost simulacije (integration step) je sada 1 ms umesto 0.5 ms, sto simulacije cini 2x brzim
- Dodata opcija za 0.5 ms (staru) preciznost (/HighPrecision)
- Aksoni sada mogu biti sa ili bez mijelinskog omotaca
- Smanjenje zauzeca memorije (preko 10%) uz pomoc optimizovanih struktura i alokacije memorije
- Dodatne optimizacije i bugfixevi u kreiranju simulacije

Takodje, poceo sam dodavati opciju za fixed-point aritmetiku za sinapticko procesiranje kako bi se smanjila potrosnja memorije i memorijski I/O. Na zalost, 16-bitni fixed-point format ne daje spektakularna smanjenja potrosnje memorije tako da ova opcija za sada nije ukljucena.

http://www.dimkovic.com/node/7
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

.sasa.

Član broj: 181517
Poruke: 22
89.216.37.*



+36 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo26.12.2011. u 11:19 - pre 149 meseci
Mozda rizikujem da ispadnem glup ovim pitanjem ali cemu ovo zaista sluzi?
Danasnji racunari (pogotovo kucni) su daleko od toga da mogu realno simulirati bilo kakav mozak a najmanje ljudski. Mozda bi bilo prakticnije krenuti sa simulacijom sinapsi nekog daleko jednostavnijeg organizma (insekt npr) pa vremenom doci do realne simulacije tog organizma.
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dynamic.isp.telekom.rs.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo30.12.2011. u 11:54 - pre 149 meseci
Pitanje je sasvim na mestu - i mislim da ne postoje glupa pitanja, samo glupi odgovori.

SpikeFun ne sluzi nicemu trenutno osim trosenju mog slobodnog vremena i CPU resursa sistema na kojima trci :-)

Sto se samih simulacija tice, pitanje nivoa detalja (a, samim tim, i racunarske snage neophodne za simulaciju) neophodnog za oponasanje CNS-a nekog organizma je nereseno.

- Postoje skole misljenja koje smatraju da ce biti neophodno simulirati biohemijske reakcije na nivou molekula (videti Cajal Blue Brain Project).

- Postoje skole misljenja koje smatraju da je simulacija jonskih kanala u neuronima dovoljna (Henry Markram, Blue Brain Project).

- Postoje skole misljenja koje smatraju da je dovoljno imati fenomenoloske modele koji oponasaju elektrohemijsko ponasanje neurona a ne interne mehanizme koji do tih ponasanja dovode (vise izvora).

- A, naravno, postoje i skole misljenja koje tvrde da je inteligentno ponasanje kvantni fenomen koji se ne moze simulirati sa racunarima (Penrose & Hameroff)

...

U svakom slucaju, pitanje je i sta se tacno zeli postici. Farmaceuti zele model koji ce realno oslikavati ponasanje CNS-a kada se izlozi farmakoloskim sredstvima, informaticari zele model koji simulira inteligentno ponasanje zivotinja/ljudi, neurolozi zele model koji realno modelira bolesti i ostecenja itd...

Moj cilj je ispitivanje koliko je moguce oponasati neka stanja talamo-kortikalnog sistema sisara uz pomoc modela koji je dovoljno jednostavan za masovne simulacije, a opet - dovoljno bioloski realan tako da je u stanju da oponasa elektricna ponasanja glavnih tipova neurona koji postoje u korteksu i talamusu sisara.

Drugim recima, to je put koji se sam ucrtava - cilj je postici sve veci i veci nivo bioloske realnosti.

Bilo bi totalno naivno ocekivati nekakvu vernu replikaciju mozga u bilo kakvo dogledno vreme. Cisto primera radi, mi danas poznajemo oko 150 razlicitih neurotransmitera - gde poremecaj bilo kojeg od njih dovodi do dubokih poremecaja i bolesti centralnog nervnog sistema. Modelirati takav sistem je naravno bar jos decenijama ispred nas. SpikeFun modelira 4 (ali 4 najvaznija za CNS - gde jedan od njih predstavlja grupu).

Medjutim, to uopste ne znaci da jednostavniji sistemi ne mogu biti korisni - od nekh osnovnih eksperimenata, za koje je danas neophodno pobiti dosta zivotinja, pa do konstrukcije nekih inteligentnijih uredjaja koji bi imali rudimentirane mogucnosti CNS-a sisara, recimo vecu pouzdanost u prepoznavanju objekata.

SpikeFun modeli neurona su generalni i vezani za sisare. Nije nikakav problem to adaptirati za simulaciju neurona insekata samo sto je problem sto je daleko vise fenomenoloskih modela neurona i njihovih parametara dostupno za sisare. Razlog je verovatno sto je daleko lakse dobiti research-grant za "istrazivanje CNS-a" jedne macke ili majmuna nego bubasvabe. Slazem se da je to vrlo verovatno naopak nacin ali sta je tu je... Ja nemam kucni lab sa patch-elektrodama i zalihu bubasvaba, mrava ili pcela (sva 3 insekta su vrlo inteligentna i sa oko milion neurona u svojim nervnim sistemima) koje bih mogao da ispitujem, pa ce objavljeni modeli vezani za sisare posluziti :)

DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo08.01.2012. u 11:26 - pre 149 meseci
SpikeFun v0.53 ce biti izbacen veceras sa gomilom promena :-)

Za sada, mali demo video:



Ovo je simulacija sa 1.2 miliona neurona i 151.3 miliona sinapsi, koja zauzima oko 18-19 GB radne memorije (samo za simulaciju , vizualizacija ide na to).
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo08.01.2012. u 19:54 - pre 149 meseci
SpikeFun v0.53 is out...

http://www.dimkovic.com/node/7

Promene u v0.53:

# Aksoni piramidalnih neurona se sada racvaju na vise aksonskih grana (do 3):

- Piramidalni LII/III neuroni se racvaju kontralateralno (kroz corpus callosum) kao i ipsilateralno (unutar iste hemisfere)
- Piramidalni LV/VI neuroni se racvaju tako sto jedna projekcija ide u talamus

# Samo kreiranje geometrije je drasticno rigoroznije u smislu testiranja kuda neuroni prolaze. Na zalost, ovaj detalj je visestruko povecao kompleksnost kreiranja geometrije :( Ovo sam nekako pokusao da kompenzujem optimizacijama koje su opisane dole, ali je i dalje kreiranje geometrije 2-3x sporije u odnosu na v0.52. Najveci problem su testiranja presecanja trouglova koji cine 3D mesh tokom kreiranja sinaptickih veza (kako veze ne bi "izletale" van kortikalne mase) - ovo je jedan od tipicnih Computer Science problema koji se srece u, recimo, Ray Tracing-u... ima mesta za dalje optimizacije ali sam ogranicen nekim arhitekturnim detaljima (recimo, nije moguce cast-ovati 4 zraka kao u Ray Tracing implementacijama, pa cu morati da testiram 1 zrak sa 4 trougla ako zelim iskoristiti SIMD paralelizam, a ovo nije bas najoptimalnije)

- Generator pseudo slucajnih brojeva je sada u cistom asembleru i nekoliko puta je brzi od CRT implementacije + ima daleko veci kvalitet izlaza (spada u klasu CMWC tj. Comlementary-Multiply-With-Carry, autor algoritma je George Marsaglia) u odnosu na LCG generator u Visual C++ CRT biblioteci (primera radi, 4 milijarde slucajnih brojeva se generisu za oko 5 sekundi u jednom thread-u)

- Optimizovan je test za intersekciju trougla i linije (ali i dalje ima jos dosta prostora za optimizacije)

- Dalja optimizacija testiranja intersekcije je uradjena kroz bolju vokselizaciju trouglova. Ovde takodje ima jos dosta mesta za poboljsanja

- Kreiranje geometrije za rendering je sada multi-threaded pa je cekanje na start simulacije sa renderom visestruko krace ako imate multi-core CPU

- Alokacija memorije je optimizovana i sada postoji kesiranje za sitne alokacije koji operise sa 32 MB blokovima


Toliko za sad.

Sto se arhitekture tice, ostala je jos samo jedna velika stvar za uraditi - a to je koriscenje DTI podataka (traktografija) za vodjenje aksona kroz 3D prostor kada izadju iz sive mase. Na zalost, mislim da ce ovo morati da saceka bar nekoliko nedelja dok ne nadjem neku MRI masinu i islikam samog sebe kako bih imao sve sto mi treba uravnato i na jednom mestu...

A onda sledi pisanje CUDA kernela. Inicijalni eksperimenti sa CUDA-om i modelima neurona i sinapsi koje SpikeFun koristi pokazuju da je moguce dobiti ubrzanje od preko 15 puta sto je jako dobar znak... :-)
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo22.01.2012. u 17:24 - pre 149 meseci
v0.54 is out...

http://www.dimkovic.com/node/7

U verziji 0.54 je ubacena rana verzija konektoma, tj. modeliranja aksonalnih puteva kroz belu masu. Trenutno je podrska vrlo rudimentirana ali ce aksoni koji prolaze kroz belu masu biti sprovedeni koristeci podatke koji su dobijeni analizom DSI (Diffusion Spectrum Imaging) podataka.

Vise o samoj DSI tehnici:

http://www.cind.research.va.gov/docs/Wedeen_DSI_Intro.pdf

Za razliku od starijeg DTI (Diffusion Tensor Imaging) metoda, DSI je u stanju da razresi prepletene traktove, sto je inace cest slucaj u npr. ponsu / produzenoj mozdini. U sledecim verzijama SpikeFun-a cu se truditi da poboljsam razlucivanje konektoma koristeci bolje statisticke metode.

Evo kako izgleda DSI na delu - svaki trakt na slici predstavlja veliki broj aksona a "kockasta" slika okolo je anatomski T1 MRI koji je koriscen za kreiranje 3D kortikalne povrsine:

Talamus:



Kompletan korteks i corpus callosum (3.7 miliona traktova, korisceni za SpikeFun konektome):



v0.54 donosi i optimizovan 3D mesh za kortikalnu masu, kao i 3D model talamusa (prosle verzije su koristile sferu).

DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo24.01.2012. u 19:04 - pre 148 meseci
Inace, koga zanima vise analiza mrezne topologije u mozgu preporucujem sledecu knjigu:

http://www.amazon.com/Networks-Brain-Olaf-Sporns/dp/0262014696

Tehnike kao sto je DSI po prvi put omogucavaju da se 'zaviri' u enormno kompleksnu mrezu izmedju neurona i da se sa nivoom detalja koji je do skoro bio cisti SF, analizira kako su povezani razni delovi mozga izmedju sebe.

Primera radi, evo kako izgleda infero-temporalni deo mozga, u kome se nalaze neuroni koji kodiraju kompleksne reprezentacije objekata koje vidimo ukljucujuci i lica:



Na slici se jasno vide veze sa vizuelnim korteksom (iza) i Broca-inom zonom (napred, infero-frontalni korteks) koja je ukljucena u izgovaranju pojmova kao i Wernicke-ovom zonom (iznad, superiorni temporalni korteks) koja je zaduzena za razumevanje jezika koji cujemo.

Ove veze su bile poznate i od ranije na osnovu funkcionalnih MRI snimaka i, naravno, posmatranja poremecaja tipa slogovi gde se unistavanje veza u temporalnom delu manifestuje sa raznim patologijama tipa nemogucnost prepoznavanja lica / poznatih osoba i sl...

Medjutim, uz pomoc DSI tehnike je moguce mapirati veze do mnogo sitnijih detalja nego npr. pracenje BOLD fMRI-ja koji je vrlo male rezolucije (pokazuje samo "blob-ove" gde je povecana metabolicka aktivnost) i ima ogromnu latenciju.

Primera radi, ceo temporalni korteks:



^ Ovo je samo 100 hiljada traktova. Rezolucije od nekoliko miliona traktova nisu nikakav problem sa modernim 3T MRI aparatima.

Statistickom analizom ovih veza je moguce napraviti mapu veza izmedju funkcionalnih delova mozga, tzv. "konektome". Evo kako izgleda tipican rezultat takve analize (sa: http://flolo.blogspot.com/2010/10/connectome.html):



Vec sada je, na osnovu analiza konektoma, moguce otkriti neke zanimljive stvari u nacinu na koji su uvezani razni, funkcionalno razliciti delovi mozga. Primera radi, odmah se moze identifikovati tzv. "core network" (http://www.popsci.com/science/...ons-form-cerebral-super-entity) tj. 12 "habova" koji su ukljuceni u kompleksne mentalne radnje - ostecenje nekog od delova ove "backbone" mreze dovodi do velikih posledica koje nisu lokalizovane na neku funkciju, dok ostecenja van ove mreze obicno jesu lokalizovana.



Jos jedna zanimljivost je da su sve mreze u mozgu "small world" tipa i procentualno ogromna vecina veza su lokalne - sto je evolutivna prednost zato sto je tako i dalje moguce komuniciranje "na daljinu" ali uz daleko manju metabolicku cenu nego u slucaju da je vecina neurona povezana dugackim aksonima sa dalekim regionima.

DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo05.02.2012. u 19:52 - pre 148 meseci
SpikeFun v0.55 is out...

A sa njim i dinamicko mapiranje aksonalnih puteva kroz belu masu (prosla verzija je koristila hardcode-ovane indekse po trouglovima, i to niske rezolucije)

Zbog toga sam morao integrisati ceo DSI Studio (http://dsi-studio.labsolver.org/) engine za ekstrakciju aksonalnih traktova iz raw. DSI snimaka.

Ako pogledate distribuciju - test.fib.gz su zapravo fiberi kreirani na osnovu DSI snimaka koji odgovaraju MRI anatomskim snimcima (isti subjekt) koji se koriste za kreiranje 3D modela mozga.

Ovo je i dalje "work in pgoress" - za sada je moguce samo ucitati samo ovaj fib fajl posto je registracija (transformacija 2 MRI snimka) hardcode-ovana izmedju ova 2 izvora podataka.

Kada budem zavrsio ovo, bice moguce ucitati bilo koji MRI T1 snimak i odgovarajuci DSI snimak i kreirati 3D model korteksa (isosurface) i aksonalnih traktova - a ne samo vezanih za jedan mozak. Ovo ce ipak malo potrajati posto za ovo moram da integrisem i algoritme za ekstrakciju mozga iz slika cele lobanje kao i registraciju tih snimaka sa DSI snimcima, sto ce biti podosta koda.

Elem... trenutno je broj traktova u demoima jednak broju neurona x 4, pa CortexDemo_Small pocinje sa 131072 trakta, dok CortexDemoHuge koristi oko 6 miliona traktova za kreiranje mreze.

Takodje, dodao sam vizualizaciju 3D modela sive mase i izvucenih traktova u SpikeFun -

Ovako to sada izgleda:

Simulacija:



Sami aksonalni traktovi:


DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo12.02.2012. u 20:24 - pre 148 meseci
v0.56 is out...

A sa njom:

* Drasticno precizniji 3D model sive mase (T1 MRI procesiran FreeSurfer-om)
* Anotirani delovi korteksa (sada, recimo, mozete izabrati direktno na simuliranom fMRI neurone iz odredjenog dela)
* Simulacija multi-kanalnog "intrakranijalnog" EEG-a (F2 u toku simulacije, samo za talamo-kortikalne simulacije)
* Eksperimentalni (work in progress) 3D mri pogled (/mri3d switch u komandnoj liniji)

Download: http://www.dimkovic.com/node/7

Evo kako izgleda novi multi-kanalni EEG - obratite paznju na razlicite ritmove u razlicitim delovima korteksa:



Kao i eksperimentalna verzija 3D fMRI vizualizacije (i dalje ruzna, nisam zadovoljan - ovo ce da se popravi):

Takodje - obratite paznju na anotaciju (svaki kortikalni region ima drugu boju).




PAZNJA: 3D MRI pogled je jos i dalje neoptimizovan (racunanje se radi "na misice" pa vrlo verovatno uzima drasticno vise resursa nego sto bi trebalo) - ovo ce biti doterano do sledece verzije.
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.hsi.kabelbw.de.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo28.02.2012. u 11:02 - pre 147 meseci
Interesantan eksperiment (v0.57 preview) - na potpuno iskljucenoj kortikalnoj mrezi bez ikakve aktivnosti jedan neuron biva pobudjen (eksterno).

U Spiny-Stellate neuron u kortikalnom sloju 4 vizuelnog korteksa biva ubacen kratak puls struje - struja izaziva depolarizaciju membrane i akcioni potencijal (spike).

E sada ide zanimljiv deo - iako je u pitanju samo jedan neuron u mrezi od preko 800 hiljada neurona koji su potpuno "ucutkani", njegov spajk zapocinje lancanu reakciju - aktivnost raste prvo u samom regionu vizuelnog korteksa a ubrzo zatim se siri na temporalni korteks a potom i frontalni. Ceo lanac se zavrsava u motornom i pre-motornom regionu.

Mreza postaje ponovo tiha na nekoliko stotina ms, a potom zapocinje "rebound" reakcija ovog puta inicirana u temporalnom korteksu.

Cela aktivnost traje oko 2 sekunde - izazvana aktivacijom samo jednog neurona.

Inace, slicna aktivnost se moze videti i in vivo (naravno, bez gasenja celog korteksa posto je to nemoguce) gde stimulacija jednog neurona u snu ne izaziva "lancanu reakciju" (aktivnost zamire za ~100 ms), dok u toku budnosti stimulacija jednog neurona izaziva talase aktivnosti u udaljenim delovima korteksa koji traju i vise stotina ms.

Video:

http://www.youtube.com/watch?v=mVyVccOb3tw&hd=1



DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo04.03.2012. u 15:57 - pre 147 meseci
v0.57 is out...

Download: http://www.dimkovic.com/node/7

Code:

  * New cortical network generation algorithm (much faster)

  * Fixed overprovisioning of neural compartments 
    when desired numbers of synapses cannot be found

  * Added option to inject brief pulse of depolarizing current
    into the selected neuron ('I' key) for spike-induction

  * Added GUI for setting the brainstem and sensory modulation of the network

  * New command-line interface (-h for help)

  * Removed "box" simulation type

  * Various bugfixes


Nova verzija donosi prilicno unapredjen algoritam za kreiranje kortikalne mreze koji je ne samo brzi (nekoliko puta) vec koristi jos vise bioloskih pravila pri generisanju sinapsi. Takodje, resen je problem kreiranja prevelikog broja kompartmenta posto je ranije neuron (tj. strukture koje drze kompartmente) bio kreiran pre nego sto su pronadjeni adekvatni kandidati za sinapse. To je za rezultat cesto imalo neurone koji imaju mnogo manje sinapsi po kompartmentu nego sto treba (tipa 2-3 umesto 40) sto je, naravno, dovodilo i do pogresnog ponasanja neurona.

Tipican primer su celije "non-basket" tipa (tipa double bouquet) koje zbog tog baga uopste nisu mogle da postignu depolarizacioni potencijal... sada je to fixovano :)

Evo kako to sada izgleda u praksi, na 1.4 miliona neurona i oko 140 miliona sinapsi:

http://www.youtube.com/watch?v=ZIsmG2QlaDc&hd=1



Kao i "iz perspektive":

http://www.youtube.com/watch?v=GfG9-o2x-CE&hd=1



Gustina celija je dovoljno velika da se pri visokoj rezoluciji (originalnoj - 2560x1600) moze videti "slojevitost".

Eksperimenti

Takodje, od ove verzije je moguce eksperimentisati sa ubacivanjem depolarizujuce struje u odabrani neuron ('I' na tastaturi).

- Ugasite mPSP ('minis') ako su ukljuceni (M dugme na tastaturi)
- Izaberite neki pobudjujuci neuron (najbolje SS4 u sloju 4 ili talamo-kortikalni "relej" neuron u talamusu)
- Pritisnite 'I' - ako je neuron uvezan sa dovoljnim brojem drugih neurona, doci ce do lancane reakcije

Takodje, sada je moguce kontrolisati nivo brainstem modulacije - pojacanje istog ce olaksati pobudjivanje relejnih neurona u talamusu.

Da bi brainstem modulacija funkcionisala mora biti ukljucen "stimulus insertion" mode (L dugme na tastaturi). Modulacija moze biti i "negativna" u kom slucaju ce doci do otezanog opaljivanja relejnih neurona sto se in-vivo desava u stanjima dubokog sna.

Osim brainstem-modulacije se mogu i slucajno pobudjivati neuroni u talamusu sa "sensory modulation" slajderom. Slajder kontrolise maksimalni intenzitet struje koja se slucajno unosi u talamicke neurone koji su zaduzeni za prenos informacija iz cula. Za sada nije moguce birati kontekst (vid, sluh, somato-senzorni) ali to ce biti dodato uskoro... trenutno to i nema puno smisla posto je broj relejnih neurona jako mali (8 hiljada na 1.4 miliona), to ce imati smisla sa simulacijama od 10 miliona neurona+ za sta ce biti potrebna CUDA akceleracija...

[Ovu poruku je menjao Ivan Dimkovic dana 04.03.2012. u 19:55 GMT+1]
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo11.03.2012. u 21:40 - pre 147 meseci
v0.58 is out: http://www.dimkovic.com/node/7

Wireframe render je totalno izmenjen tako da sada koristi DSI traktove umesto linija za aksone.

Dodatni bonus su znacajno bolje performanse renderinga u -wireframe modu (bar na NVidia karticama, za AMD jos nisam testirao kao ni na Intel integrusama... ) + smanjena kolicina memorije za geometriju (nemojte se zbuniti ako procitate cifru koja je veca od v0.57 - u pitanju je bag stare verzije koja nije prijavljivala svu zauzetu GL memoriju)

Evo kako izgleda novi render:

http://www.youtube.com/watch?v=Yq7d4ROvZ6I&hd=1



Kao i tokom "rada":




DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
Prikačeni fajlovi
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo18.03.2012. u 20:30 - pre 147 meseci
v0.59 is out: http://www.dimkovic.com/node/7

Code:

  * Initial support for external simulation configuration files
  * External stimuli generation divided into visual, auditory and somatosensory modalities
  * Further improvements of the wireframe (LineRender) renderer


Sa v0.59 je moguce koristiti eksterne konfiguracione fajlove (pogledajte npr. demoSmall.cfg) gde je moguce podesiti proizvoljan broj neurona, max. broj sinapsi po neuronu, jacine sinapsi itd...

Broj neurona vise nije ogranicen na nekoliko konfiguracija, vec je moguce uneti bilo koju vrednost (simulacija zahteva da broj neurona bude deljiv sa 256 - ako nije, tokom kreiranja ce broj biti "zaokruzen" na prvu manju vrednost deljivu sa 256).

Dodatna novina je mogucnost stimulacije odredjenih "cula" (vid, sluh, dodir) - simulacija ce generisati odredjen broj pseudo-slucajnih sinaptickih oslobadjanja na talamickim relejnim neuronima vezanim za odredjeno culo. Slajder odredjuje prosecan broj oslobadjanja po sekundi (od 0 do 5)

DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo20.03.2012. u 21:49 - pre 147 meseci
v0.59a is out...

Pronalazenje DSI traktova je sada oko 20x brze u poredjenju sa v0.59... Primera radi, pronalazenje 1.5 miliona traktova je kod mene trajalo oko 34 sekunde ranije, a sada traje oko 1.5 sekunde.

Takodje sam eliminisao Boost thread-ove u DSI biblioteci tako da sada DLL-ovi mogu lepo da se spakuju na 300-400 KB posto nema vise ogavnih Boost TLS callback-ova ;-) Nadam se da cu imati vremena uskoro da eliminisem kompletan Boost-zavistan kod u DSI Studio biblioteci....

Informisao sam i autora DSI Studio-a o promenama na kodu tako da ce i DSI studio postati brzi cim autor bude implementirao optimizacije.
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16687
*.dip.t-dialin.net.



+7173 Profil

icon Re: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo26.03.2012. u 19:50 - pre 146 meseci
v0.60 is out...

Samo jedna stvar je promenjena - wireframe render (*_HighGraphics demoi npr) sada koristi OpenGL shadere. Sa ovom promenom je render u -wireframe modu znacajno brzi sa mnogo manje CPU->GPU memorijskog kopiranja.

To takodje znaci da -wireframe mod vise nece moci da radi na prematorim grafickim karticama.

Doduse, sami shaderi su trivijalni, tako da bilo kakav harder koji podrzava iole moderniji OpenGL (tipa 2.0+, mada moguce je i da 1.5 radi) ne bi trebao da ima nikakvih problema sa njima. Na zalost nemam nista matoro ovde, ali Intel 2620M/HD4000, NVidia GTX 580 i ATI Mobility Radeon HD5650 rade bez problema.

DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

[es] :: Veštačka inteligencija :: SpikeFun - Artificial Nervous System Demo
(TOP topic, by Gojko Vujovic)
Strane: < .. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... Dalje > >>

[ Pregleda: 133177 | Odgovora: 455 ] > FB > Twit

Postavi temu Odgovori

Navigacija
Lista poslednjih: 16, 32, 64, 128 poruka.