Хёнджун Себастьян Сын (английский: /sung/ или [səŋ]; корейский : 승현준 ; ханджа : 承現峻) [1] [2] — президент Samsung Electronics и глава отдела исследований Samsung, профессор Энтони Б. Эвнина в Принстонском институте нейронауки и кафедре компьютерных наук. Сын провел важные исследования как в области компьютерных наук, так и в области нейронауки. [3] Он помог стать пионером новой области коннектомики , «разработав новые вычислительные технологии для картирования связей между нейронами», и был назван картографом мозга. [4] [5]
С 2014 года он является профессором компьютерных наук и нейронауки в Институте нейронауки Принстонского университета в Центре нейронной динамики Джеффа Безоса , где он руководит лабораториями Seung Labs. [6] До этого он работал в Массачусетском технологическом институте в качестве профессора вычислительной нейронауки на кафедре мозга и когнитивных наук , а также профессором физики.
В отрасли он был научным сотрудником в Bell Labs и исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза . [7] С 2015 года он вошел в совет консультантов Nara Logics, стартапа на базе Массачусетского технологического института, специализирующегося на исследованиях мозга и больших данных . [8] С 2018 года он был нанят на должность главного научного сотрудника в Samsung . [9] [10]
Он наиболее известен как сторонник коннектомики благодаря своему выступлению на конференции TED «Я — мой коннектом» и книге « Коннектом » , которая вошла в десятку лучших научно-популярных книг 2012 года по версии Wall Street Journal и была переведена на десятки языков. [11]
Он также основал EyeWire , онлайновую компьютерную игру, которая мобилизует социальные вычисления и машинное обучение на миссию по картированию человеческого мозга. Она привлекла сотни тысяч пользователей из более чем ста стран, и недавно она объединилась с KT Corporation, чтобы помочь распространить научную миссию и привлечь больше игроков к делу.
Сын также известен своей совместной работой 1999 года по неотрицательной матричной факторизации , важному алгоритму, используемому в ИИ и науке о данных . [12]
Сын родился в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк. Его отец Томас Сын был профессором философии в Техасском университете в Остине и корейско-американским иммигрантом, сбежавшим из Северной Кореи в подростковом возрасте. [5] Мать Себастьяна — Квихван Хан, выпускница Джульярдской школы , и у него есть двое младших братьев и сестер: брат, в настоящее время профессор Гарвардской медицинской школы, и сестра, в настоящее время психиатр.
К пяти годам он сам научился читать. В детстве его увлечениями были футбол, математика, научно-популярная литература (наука и философия) и греческие мифы. Его интерес к западной философии и классике проявился в его книгах, включая «Коннектом» . Будучи подростком, он был особенно вдохновлен « Космосом » Карла Сагана , чтобы стать физиком. [5]
Он изучал теоретическую физику в качестве бакалавра в Гарвардском университете (поступил в 1982 году в возрасте 16 лет), посещал аспирантуру на втором курсе, когда ему было 17 лет (он пропустил несколько классов в начальной школе). [5] Затем он сразу же поступил в аспирантуру Гарварда и получил степень доктора философии в 1990 году под руководством Дэвида Роберта Нельсона .
Докторская диссертация Сына 1990 года называется «Физика линий и поверхностей». Она исследует статистическую механику вихревых линий в высокотемпературных сверхпроводниках и использует такие инструменты, как теория возмущений ренормгруппы . Затем она использует моделирование Монте-Карло для анализа поведения фазового перехода с выпучиванием и критических явлений , проводя сравнения с моделью Изинга и моделью спинового стекла XY . Наконец, она вводит континуальную упругую теорию для некоторых гексатических молекул. [13] [14]
Во время обучения в докторантуре он недолгое время стажировался в Bell Labs в 1989 году. Там он познакомился с математической проблемой нейронных сетей. [5]
Он завершил постдокторантуру в Еврейском университете в Иерусалиме . Он вернулся в Bell Labs и стал членом кафедры теоретической физики. [5] В 2004 году он присоединился к факультету Массачусетского технологического института сначала в качестве профессора физики, а затем в качестве профессора нейронауки.
Ближе к концу 2005 года он переключился с физики на нейронауку, что в то время считалось рискованным шагом в карьере. В ноябре один из его бывших наставников Дэвид Танк из Bell Labs предложил Сеунгу новую проблему: как работает мозг? Его пригласили на конференцию по нейронауке в Германии, а в январе 2006 года он привез двух своих аспирантов, чтобы они узнали о новой технологии, которая создавала изображения мозга в более высоком разрешении, созданной Винфридом Денком . Именно тогда Сеунг работал днем и ночью, составляя заявки на гранты для финансирования вычислительных исследований в области коннектомики, которая в то время рассматривалась как «крайне спекулятивный инженерный проект». [5]
С 2014 года Сын присоединился к факультету Принстона в качестве профессора нейронауки в Центре динамики нейронных цепей Безоса. Сейчас Сын руководит командой, работающей над онлайн- проектом гражданской науки EyeWire . Это игра с вычислениями на основе человека , посвященная отслеживанию нейронов в сетчатке. Игра была разработана Массачусетским технологическим институтом и Институтом медицинских исследований Макса Планка. [15]
Коннектом — это карта более 100 триллионов нейронных связей в мозге. Его название основано на том же, что и геном — это карта ДНК вида. Проще говоря, его можно представить как графовую сеть. Сын фокусируется на потенциальных последствиях проекта «Коннектом человека» и на том, что будет означать картирование коннектома человеческого мозга. Он популяризировал теорию коннектома в своей речи на конференции TED 2010 года под названием «Я — мой коннектом» , а также в своей книге 2012 года « Коннектом: как проводка мозга делает нас теми, кто мы есть ». [16]
Он предполагает, что каждое воспоминание, навык и страсть каким-то образом закодированы в коннектоме. И когда мозг не подключен должным образом, это может привести к психическим расстройствам, таким как аутизм , шизофрения , болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона . Понимание человеческого коннектома может не только помочь вылечить такие заболевания с помощью лечения, но и, возможно, помочь врачам предотвратить их возникновение в первую очередь. И если мы сможем представить сумму всех человеческих переживаний и воспоминаний в коннектоме, то мы сможем загружать человеческие мозги на флэш-накопители, сохранять их бесконечно и воспроизводить эти воспоминания в будущем, тем самым предоставляя людям своего рода бессмертие. [5]
В своей речи на конференции TED 2010 года Сын выдвинул гипотезу, что сущность человека — это его коннектом. Сложность и огромное количество нейронных связей в человеческом мозге замедлили полное картирование человеческого коннектома. Это в сравнении с единственным полностью картированным коннектомом на сегодняшний день, коннектомом нематоды Caenorhabditis elegans , процессом, который занял более 12 лет, несмотря на то, что гермафродитная форма животного имеет всего 302 нейрона во всей своей нервной системе. [17]
Сын предполагает, что коннектом подобен руслу реки. Как вода в реке, нейронная активность постоянно меняется, никогда не оставаясь на месте. Коннектом — это русло реки, которое одновременно направляет нейронную активность и одновременно формируется водой с течением времени. Иллюстрация того, как мышление и нейронная активность изменяют коннектом, усложняет картирование человеческого коннектома, который постоянно меняется.
В своей книге 2012 года Connectome Сын обсуждает свои текущие взгляды на нейронауку и будущую науку коннектомики. Книга расширяет некоторые концепции, обсуждавшиеся в его выступлении на TED, а также обсуждает , как можно проверить доктрину коннектома. Он утверждает, что для того, чтобы проверить и углубить наши знания и раскрыть потенциал коннектома, мы должны улучшить существующие научные инструменты. Он также утверждает, что должны быть новые способы продвижения концепции коннектома с использованием четырех R: перевеса, переподключения, перемонтажа и регенерации. [16]
EyeWire — компьютерная игра, разработанная Seung, которая предназначена для картирования нейронных клеток в человеческом мозге. Пользователи могут зарегистрироваться бесплатно, и игра помогает вносить вклад в текущие передовые научные исследования. По словам Seung:
У нас есть новый сайт: Eyewire.org. Это проект гражданской науки. Наш ИИ недостаточно точен, чтобы самостоятельно составить карту коннектома. Нам все еще нужно человеческое вмешательство. Поэтому мы создали этот сайт, который позволяет это сделать любому. [18]
На данный момент сайт привлек более 130 000 игроков из более чем 100 стран. [4] KT Corporation , крупнейший поставщик телекоммуникационных услуг в Южной Корее, недавно заключил партнерское соглашение с EyeWire для рекламы игры по всей стране и привлечения большего количества игроков.
По сути, в игре нужно идентифицировать и раскрашивать связанные компоненты нейронных клеток только из 2D-поперечных сечений мозговой ткани. Как объясняется в его книге «Коннектом», до сих пор нейробиологи могут точно отображать мозговую ткань только с помощью 2D-срезов (в отличие от 3D-сканов), что требует склеивания этих 2D-изображений вместе для создания карты нейронной сети внутренних связей мозга. Хотя искусственный интеллект и компьютерное зрение могут выполнять часть ручной работы, для картирования чего-то столь огромного, как человеческий мозг, все еще требуются объединенные усилия компьютера и человека, вычислительное усилие, которое, возможно, никогда ранее не предпринималось в таком масштабе в истории человечества, отсюда и потребность в социальных вычислениях .
Так же, как проект «Геном человека» и полное картирование человеческой ДНК помогли многое узнать о биологии человека, Сын и другие коннектомисты надеются, что полная карта человеческого мозга может многое рассказать о том, как мы, люди, думаем и воспринимаем, как работает память, о важных вопросах, которые задавались со времен Аристотеля , и с помощью коннектомики мы могли бы быть на грани научного ответа на них.
Команда Janelia планирует составить карту коннектома дрозофилы примерно к 2025 году. [19] Сын также помогал проводить эксперименты с Танком и лауреатом Нобелевской премии Ричардом Акселем по поиску воспоминаний в коннектоме. [5]
Его алгоритмы для неотрицательной матричной факторизации широко применялись к проблемам визуального обучения , семантического анализа , спектроскопии и биоинформатики . Он продолжает изучать нейронные сети, используя математические модели, компьютерные алгоритмы и схемы биологических нейронов in vitro.
Как уже упоминалось, он является автором книги Connectome (2012). Она была переведена как минимум на 26 языков.
Он опубликовал много других научных работ. Подборка опубликована на его сайте:
https://pni.princeton.edu/faculty/h.-sebastian-seung
Он был научным сотрудником Sloan , сотрудником Packard и стипендиатом McKnight. Он также выиграл премию Ho-am в области инженерии и был назван WSJ одним из 10 лучших авторов научно-популярной литературы за свою книгу Connectome . [20] Он является внешним членом Общества Макса Планка . [4]
«Он популярный преподаватель, который путешествовал по миру — Цюрих, Сеул, Южная Корея, Пало-Альто, Калифорния, — читая лекции о своих математических теориях о том, как нейроны могут быть связаны друг с другом, образуя двигатели мысли». [5]
В течение последних нескольких лет он преподавал в Принстоне курс COS 485 «Нейронные сети», который посещали как студенты бакалавриата, так и аспиранты.
В настоящее время он живет со своей женой и тремя дочерьми и предпочитает есть несоленую ореховую смесь из Costco. [5]
Он был известен как «настолько жизнерадостный от природы, что был известен тем, что устраивал импровизированные танцевальные представления с уличными музыкантами Гарвард-сквер». Он продолжает получать удовольствие от игры в футбол на полях Принстона. [5]