Ila Fiete - Ila Fiete

Ila Fiete
MilliyetAmerikan
gidilen okulB.A. Michigan üniversitesi, M.Sc. ve Ph.D. Harvard Üniversitesi
BilinenKısa süreli bellek, entegrasyon ve çıkarımın temelini oluşturan sinirsel hesaplamaları modelleme
Ödüller2018 CIFAR Kıdemli Araştırmacısı, 2016 Howard Hughes Öğretim Üyesi, 2013 CNS Eğitim Mükemmellik Ödülü - University of Texas University of Texas at Austin, 2011-2013 McKnight Scholar, 2013 Office of Naval Research Young Investigator, 2010 Searle Scholar, 2009 Alfred P. Sinirbilimde Sloan Vakfı Üyesi
Bilimsel kariyer
AlanlarFizik ve Hesaplamalı Sinirbilim
KurumlarMassachusetts Institute of Technology'deki McGovern Enstitüsü

Ila Fiete Hintli-Amerikalı bir fizikçi ve hesaplamalı sinirbilimci yanı sıra Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümünde bir Profesör McGovern Beyin Araştırmaları Enstitüsü -de Massachusetts Teknoloji Enstitüsü. Fiete teorik modeller oluşturur ve sinirsel verileri analiz eder ve sinir devrelerinin hesaplamaları nasıl gerçekleştirdiğini ve beynin bellek ve akıl yürütmeyle ilgili bilgileri nasıl temsil ettiğini ve işlediğini ortaya çıkarmak için.

Hayatın erken dönemi ve eğitim

Fiete Mumbai, Hindistan'da doğdu. Lisans eğitimine Michigan üniversitesi, matematik ve fizik alanında uzman.[1] Fiete sonra taşındı Boston yüksek lisans ve lisansüstü çalışmalarını sürdürmek için Harvard Üniversitesi Fizik Bölümünde.[1] Fiete, hesaplamalı sinirbilim alanında danışmanlık aldı. Sebastian Seung -de MIT[2] ve fizikte Daniel Fisher -de Harvard.[3] Fiete, yüksek lisans derecesinde biyolojik sinir ağlarında öğrenme ve kodlama ilkelerini araştırdı.[4]

Fiete, lisansüstü eğitimini 2003 yılında tamamladı ve Türkiye genelindeki Kavli Teorik Fizik Enstitüsü'nde doktora sonrası araştırmacı olarak randevu almak için ülke geneline taşındı. Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara 2004'ten 2006'ya kadar.[1] Bu süre zarfında Fiete, aynı zamanda Teorik Biyofizik Merkezi'nin misafir üyesiydi. California Üniversitesi, San Diego.[1] 2006'dan 2008'e kadar Fiete, Beyin Devreleri'nde Geniş Araştırmacı olarak görev yaptı. Caltech akıl hocalığı altında Christof Koch.[5]

Lisansüstü Çalışma - Biyolojik Sinir Devrelerinde Kodlama

Lisansüstü çalışmaları sırasında Fiete ve meslektaşları, seyrek geçici sinir kodlarının sinaptik girişimi en aza indirdiğini ve ötücü kuşlarda öğrenmeyi kolaylaştırdığını göstermek için doğrusal öğrenme ağlarını kullandılar.[6] Fiete daha sonra sinaptik esnekliğin altında yatan hesaplama ilkelerini keşfetmeye başladı.[4] Tekrarlayan hız tabanlı ve yükselen nöron ağlarında hedefe yönelik öğrenmeyi gerçekleştirmek için bir sinaptik pekiştirme kuralı önerdi. Kural, ödül üzerinde stokastik gradyan artışı gerçekleştirir.[4] Spesifik olarak, ödül sinyali ağ performansını ölçüyorsa, plastiklik kuralı ağda hedefe yönelik öğrenmeyi yönlendirebilir.[4] Fiete, modelini ötücü kuşların nörofizyolojik verilerine uyguladı ve deneme yanılma tabanlı öğrenme kuralının ötücü kuşlarda öğrenmeyi açıklayacak kadar hızlı olduğunu buldu.[7]

Izgara Hücreleri

Fiete, doktora sonrası araştırmasına başladığında, beyindeki konumu kodlayan hücrelerin kodlama ilkelerini incelemeye başladı. 2006 yılında Fiete ve meslektaşları, entorhinal korteksteki ızgara hücrelerinin hesaplamalarını ve farelerin konumlarını nasıl kodladıklarını anlamak için bir çerçeve tanımladılar.[8] Gösterimin, az sayıda hücrenin, büyük mesafelerde veya çoklu ortamlarda bir sıçanın konumunu temsil etmesine ve güncellemesine izin veren bir kalıntı sayı sistemine benzer olduğunu gösterdiler.[8] Bu hipotez, beyinde kodlamanın nasıl yapıldığına dair diğerlerinden çok farklıdır ve bu “aritmetik dostu” sayı sistemi, sinir kodlarının yaratıcılığını vurgular.[8]

Kariyer ve Araştırma

2008 yılında Fiete, Austin'deki Texas Üniversitesi.[1] UT Austin'deyken, Fiete hem bir araştırmacı hem de bir eğitimci olarak toplum üzerinde önemli bir etki yarattı ve Austin, Teksas Doğa Bilimleri Üniversitesi'nden 2013 CNS Mükemmel Öğretim Ödülü'nü aldı.[9] 10 yıl fakültede görev yaptıktan ve Teorik ve Hesaplamalı Sinirbilim Merkezi'ni kurduktan sonra [10] orada, 2018'de Fiete, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü'nde görev süresi ile Doçent oldu.[1] 2019'un başlarında Fiete, MIT'deki McGovern Enstitüsüne Yardımcı Araştırmacı olarak katıldı.[8] Mayıs 2020'de Fiete, MIT'de Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümünde Profesörlüğe terfi etti. Fiete'nin araştırma programı, beynin neden belirli kodlama özellikleri içerdiğini ve sinir devrelerinin bağlantı ve dinamiklerinin ve sinaptik plastisitenin bu tür kodlama ilkelerinin altında nasıl yattığını anlamaya odaklanmıştır.[11] Laboratuvarı, beyin hesaplama modellerini test etmek için sayısal ve teorik modellemenin yanı sıra ham sinir verilerini kullanıyor.[11]

Grid Hücre Hesaplamaları

Fiete ve meslektaşları UT Austin entorhinal korteksteki ızgara hücrelerinin altında yatan sinirsel hesaplamaları keşfetmekle ilgilendiler.[12] Izgara hücrelerinin, memelilerde dünyada dolaşırken uzamsal konumu kodladıkları bilinmektedir. Fiete ve meslektaşları, grid hücre hesaplamalarının bir model oluşturma sürecinden ortaya çıkabileceğini ve sürekli çekim ağları ile modellenebileceğini keşfettiler.[13] Hayvanın hızını ve yönünü belirten girdilerle, sürekli çekim modelleri, iki boyutlu uzaylarda güncellenmiş konum tahminlerini kodlayan üçgen ızgara tepkileri oluşturabilir.[12] Ayrıca, bir kavram kanıtıyla, sürekli çeker dinamiklerinin, ızgara hücrelerindeki hızın entegrasyonunun altında yattığını gösterirler.[12] 2013 yılında Fiete ve meslektaşları, ızgara hücresi aktivitesinin altında yatan mekanizmalara ilişkin hesaplamalı araştırmalarının temeli olarak in vivo sinir kayıtlarını kullandılar.[14] Düşük boyutlu sürekli çekici dinamiklerine dayanan modelleri, kısa süreli, tanıdık muhafazalarda güvenilir bir şekilde ızgara hücre yanıtlarını karakterize etti.[14] Zamanla ve değişen koşullarda, münferit grid hücre yanıtları değişir, bununla birlikte, eşzamanlı olarak kaydedilen hücreler arasındaki grid parametresi oranları ve göreceli fazlar temelde sabit kalır ve popülasyon seviyesi yanıtlarının değişmez olduğunu gösterir.[14] Bulguları, hücre-hücre yanıtlarının stabilitesinin hücre-çevre yanıtlarından daha sağlam olduğunu buldukları için hücre-çevre hipotezine karşı çıkıyor.[14]

Ertesi yıl Fiete, göz açma anından tam gelişmiş ızgara hücresi hesaplamalarına kadar, ızgara hücresi gelişimini açıklamak için bir model tanımladı.[15] Başlangıçta, modelleri başlangıçta hız ve konum girdilerine yükselen yapılandırılmamış nöron ağlarını tasvir ediyor.[15] Hesaplamalı modelleme yoluyla, grid nöronların, girişlerinin benzerliğine dayalı, engelleyici nöronlar aracılığıyla hareket eden organize bir tekrarlayan mimari geliştirdiğini ve bu, koordineli ve entegre bir ortamda hız ve konumu hesaplayabilen olgun bir ızgara hücre ağının temelini attığını ileri sürüyorlar. moda.[15]

Fiete daha sonra, sadece sinirsel aktiviteyi gözlemlemeye dayanmayan, beyin fonksiyonunun altında yatan sinirsel devre mekanizmalarını belirleyen sağlam bir sistem geliştirmekle ilgileniyordu.[16] Fiete'nin kapsamlı bir şekilde araştırdığı ve hesaplama modellerini test etmek için iyi bir sistem görevi gören grid hücre sistemini kullanan Fiete, "göreceli faz kaymalarının dağılımı" modelinin seyrek sinir kayıtlarından oldukça detaylı kortikal devre mekanizmalarını ortaya çıkarma potansiyeline sahip olduğunu gösterdi.[16] Tedirgin edici deneylerin kullanımıyla, yöntemlerinin ileri beslemeli ve tekrarlayan sinir ağları arasında ayrım yaparak hangi modelin en doğru şekilde tanımlanmış sinirsel hesaplamaları ortaya çıkarabildiğini keşfettiler.[16]

2019'da Fiete, MIT'ye ulaştığında, büyük nöron popülasyonlarının sinirsel aktivitesini bir halkanın şeklini temsil eden bir veri bulutuna dönüştürmek için topolojik modelleme kullanan bir makale yayınladı.[17] Sinirsel aktivitenin bu halka benzeri uzaysal temsili, sineklerde kafa yönünün altında gösterildi ve şimdi Fiete tarafından farelerde kafa yönünü temsil ettiği - iç pusula gibi.[17] Sinirsel aktivitenin oluşturduğu halka benzeri şekil, hesaplama analizlerinde çok boyutlu olarak bilinir, çok boyutlu verileri göstermek için birden çok boyutta temsil edilen bir şekil.[18] Şekli ve boyutluluğu, verileri daha yorumlanabilir bir şekilde temsil eder.[18] Fiete'nin, sinirsel aktiviteyi tasvir etmek için bir manifold kullanarak tanımladığı yaklaşım, bir girdi olarak yalnızca sinirsel aktiviteyi kullanarak belirli değişkenlerin kör (denetimsiz) keşfini ve kodunu çözmeyi sağlar.[18]

Ödüller ve onurlar

  • 2018 CIFAR Kıdemli Araştırmacı[11]
  • 2016 Howard Hughes Fakülte Bursiyeri[19]
  • 2013 Eğitim için CNS Mükemmeliyet Ödülü - University of Natural Sciences University of Texas at Austin[9]
  • 2011-2013 McKnight Scholar[20]
  • 2013 Deniz Kuvvetleri Araştırma Genç Araştırmacı Ofisi[21]
  • 2010 Searle Scholar[22]
  • 2009 Alfred P. Sloan Vakfı Nörobilim Araştırmacısı[23]

Referanslar

  1. ^ a b c d e f "Fen Fakültesi 10 profesörü ağırlıyor". MIT Haberleri. Alındı 2020-04-26.
  2. ^ "Ila Fiete". Simons Vakfı. 2014-10-13. Alındı 2020-04-26.
  3. ^ "Fizik Ağacı - Ila R. Fiete". akademiktree.org. Alındı 2020-04-26.
  4. ^ a b c d Ila, Fiete. "Biyolojik sinir ağlarında öğrenme ve kodlama" (PDF). Fizik Bölümü - Harvard. Alındı 25 Nisan 2020.
  5. ^ "Fizik Ağacı - Ila R. Fiete Soy Ağacı". akademiktree.org. Alındı 2020-04-26.
  6. ^ Fiete, Ila R .; Hahnloser, Richard H. R .; Ücret, Michale S .; Seung, H. Sebastian (Ekim 2004). "Premotor sürücünün zamansal seyrekliği, bir kuş cıvıltısı sinir ağı modelinde hızlı öğrenme için önemlidir". Nörofizyoloji Dergisi. 92 (4): 2274–2282. doi:10.1152 / jn.01133.2003. ISSN  0022-3077. PMID  15071087.
  7. ^ Fiete, Ila R .; Ücret, Michale S .; Seung, H. Sebastian (Ekim 2007). "Sinirsel iletkenliklerin dinamik pertürbasyonu ile gradyan tahminine dayalı kuş cıvıltısı öğrenme modeli". Nörofizyoloji Dergisi. 98 (4): 2038–2057. doi:10.1152 / jn.01311.2006. ISSN  0022-3077. PMID  17652414.
  8. ^ a b c d Burak, Yoram; Brookings, Ted; Fiete, Ila (2006-06-04). "Üçgen kafes nöronlar, geniş aralıklar üzerinde sıçan konumunu hassas bir şekilde kodlamak için gelişmiş bir sayısal sistem uygulayabilir". arXiv:q-bio / 0606005.
  9. ^ a b "Dr. Ila Fiete, CNS Öğretimde Mükemmellik Ödülü - Öğrenme ve Hafıza Merkezi'ni aldı". Alındı 2020-04-26.
  10. ^ "Teorik ve Hesaplamalı Sinirbilim Merkezi".
  11. ^ a b c "Fiete Lab @ MIT". Fiete Lab @ MIT. Alındı 2020-04-26.
  12. ^ a b c Burak, Yoram; Fiete, Ila R. (Şubat 2009). "Izgara hücrelerinin sürekli çekici ağ modellerinde doğru yol entegrasyonu". PLOS Hesaplamalı Biyoloji. 5 (2): e1000291. arXiv:0811.1826. Bibcode:2009PLSCB ... 5E0291B. doi:10.1371 / journal.pcbi.1000291. ISSN  1553-7358. PMC  2632741. PMID  19229307.
  13. ^ "Şebeke Hücre Aktivitesi için Sürekli Bir Çekici Modeli". CiteSeerX  10.1.1.508.1448. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  14. ^ a b c d Yoon, KiJung; Buice, Michael A .; Barry, Caswell; Hayman, Robin; Burgess, Neil; Fiete, Ila R. (Ağustos 2013). "Izgara hücrelerinde düşük boyutlu sürekli çeker dinamiklerinin özel kanıtı". Doğa Sinirbilim. 16 (8): 1077–1084. doi:10.1038 / nn.3450. ISSN  1546-1726. PMC  3797513. PMID  23852111.
  15. ^ a b c Widloski, John; Fiete, Ila R. (2014-07-16). "Uzamsal keşif ve ani zamana bağlı plastisite yoluyla bir ızgara hücresi gelişimi modeli". Nöron. 83 (2): 481–495. doi:10.1016 / j.neuron.2014.06.018. ISSN  1097-4199. PMID  25033187.
  16. ^ a b c Widloski, John; Marder, Michael P; Fiete, Ila R (2018-07-09). Derdikman, Dori; Frank, Michael J (editörler). "Seyrek sinirsel kayıtlardan ve ızgara hücrelerinde küresel tedirginlikten devre mekanizmalarının çıkarılması". eLife. 7: e33503. doi:10.7554 / eLife.33503. ISSN  2050-084X. PMC  6078497. PMID  29985132.
  17. ^ a b "Beynin pusulasını bulmak". MIT McGovern Enstitüsü. 2019-08-12. Alındı 2020-04-26.
  18. ^ a b c Chaudhuri, Rishidev; Gerçek, Berk; Pandey, Biraj; Peyrache, Adrien; Fiete, Ila (Eylül 2019). "Uyanma ve uyku boyunca kanonik bir bilişsel devrenin içsel çeker manifoldu ve nüfus dinamikleri". Doğa Sinirbilim. 22 (9): 1512–1520. doi:10.1038 / s41593-019-0460-x. ISSN  1546-1726. PMID  31406365.
  19. ^ "2016 Fakülte Bursiyerleri". 2016 Fakülte Bursiyerleri. Alındı 2020-04-26.
  20. ^ "Ödül Alanlar". McKnight Vakfı. Alındı 2020-04-26.
  21. ^ "Dr. Ila Fiete, Deniz Araştırmaları Ofisi - Öğrenme ve Hafıza Merkezi'nden Genç Araştırmacı Ödülünü aldı". Alındı 2020-04-26.
  22. ^ "Ila R. Fiete". Searle Scholars Programı. Alındı 2020-04-26.
  23. ^ "Geçmiş Dostlar". sloan.org. Alındı 2020-04-26.