Вычислительные и нейронные системы - Computation and Neural Systems
В Вычислительные и нейронные системы (ЦНС) программа была создана на Калифорнийский технологический институт в 1986 г. с целью подготовки к.х.н. студенты, заинтересованные в изучении взаимосвязи между структурой нейроноподобных цепей / сетей и вычислениями, выполняемыми в таких системах, естественных или синтетических. Программа была разработана, чтобы способствовать обмену идеями и сотрудничеству между инженерами, нейробиологами и теоретиками.
История
В начале 1980-х, заложив основы СБИС,[1] Карвер Мид заинтересовался исследованием сходства между вычислениями, производимыми в мозгу, и типами вычислений, которые можно было выполнять в аналоговых кремниевых электронных схемах. Мид присоединился к Джон Хопфилд, изучавший теоретические основы нейронных вычислений,[2] расширить свое исследование. Первый совместный курс Мида и Хопфилда в этой области назывался «Физика вычислений»; Хопфилд рассказывает о своей работе в области нейронных сетей, а Мид - о своей работе в области репликации нейронных структур в высокоинтегрированных электронных схемах.[3] Учитывая интерес как студентов, так и преподавателей, они решили расширить эти темы в следующем году. Ричард Фейнман присоединились к ним, и в результате получилось три отдельных курса: Хопфилд по нейронным сетям, Мид по нейроморфным аналоговым схемам,[4] и курс Фейнмана по физике вычислений.[3][5] В этот момент Мид и Хопфилд поняли, что возникает новая область, в которой нейробиологи и люди, занимающиеся компьютерными моделями и схемами, общаются друг с другом.
Осенью 1986 г. Джон Хопфилд выступал за формирование междисциплинарной докторской степени. программа, чтобы породить научное сообщество, изучающее вопросы, возникающие на стыке нейробиологии и электротехники, информатики и физики. Это называлось Вычислительные и нейронные системы (ЦНС). Объединяющей темой программы была взаимосвязь между физической структурой вычислительной системы (физическое или биологическое оборудование), динамикой ее работы и вычислительными проблемами, которые она может эффективно решать. Создание этой междисциплинарной программы во многом связано с прогрессом на нескольких ранее не связанных между собой фронтах: анализ сложных нейронных систем как на уровне отдельной ячейки, так и на уровне сети.[6]используя различные техники (в частности, патч зажим записи, внутриклеточные и внеклеточные, одиночные и многоклеточные электрофизиология в бодрствующих животных и методах функциональной визуализации мозга, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ)), теоретический анализ нервных структур (вычислительная нейробиология ) и моделирование искусственных нейронные сети для инженерных целей.[2] Программа началась с небольшого числа существующих преподавателей в различных подразделениях. Среди первых основателей факультета были Карвер Мид, Джон Хопфилд, Давид ван Эссен, Джеффри Фокс, Джеймс Бауэр, Марк Кониши, Джон Оллман, Эд Познер и Деметрий Псалтис. В том году первый внешний профессор, Кристоф Кох, был нанят.
С 1990 года около 110 аспирантов получили докторскую степень в области ЦНС, а 14 - степень магистра ЦНС. Около двух третей выпускников CNS продолжили академическую карьеру, а оставшиеся выпускники CNS основали и / или присоединились к стартапам. За это время средняя продолжительность докторантуры составила 5,6 года.
За это время руководители программы CNS были Джон Хопфилд, Деметрий Псалтис, Кристоф Кох и Пьетро Перона.
Связанные конференции и семинары
Факультет CNS основал и стал соучредителем ряда конференций и семинаров:
- Встреча Snowbird по нейронным сетям для вычислений, 1984 год.
- Системы обработки нейронной информации (НИПС) в 1987 году.
- Методы вычислительной неврологии в морской биологической лаборатории в Вудс-Холе, в 1988 г.
- Летняя школа теллурида по инженерии нейроморфных систем, в 1993 году.
Связанные академические программы
- Институт нейроинформатики в Цюрихе, Швейцария
- Междисциплинарный центр нейронных вычислений при Еврейском университете в Иерусалиме, Израиль
Известные выпускники
- Дэвид Дж. С. Маккей - Профессор естествознания кафедры физики Кембриджский университет и главный научный советник Министерства энергетики и изменения климата Великобритании (DECC).
- Бруно Ольсхаузен - Директор Центра теоретической неврологии Редвуд, Калифорнийский университет в Беркли.
- Квабена Боахен - профессор биоинженерии, Стэндфордский Университет.
- Миша Маховальд
- Эрик Винфри - Профессор, Калифорнийский технологический институт.
- Лоран Итти - Профессор, Университет Южной Калифорнии.
- Тобиас Дельбрюк - профессор физики и электротехники, ETH Цюрих.
- Ши-Чии Лю - Профессор Цюрихский университет и со-руководитель группы сенсоров в Институте нейроинформатики, Цюрихский университет.
Рекомендации
- ^ К. Мид и Л. Конвей, Введение в системы СБИС. Аддисон-Уэсли, читающая месса (1980)
- ^ а б Хопфилд, Дж. Дж. Нейронные сети и физические системы с новыми коллективными вычислительными возможностями. Proc. NatL Acad. Sci. США Vol. 79, pp. 2554-2558, апрель 1982 г.
- ^ а б Ширли К. Коэн, Интервью с Карвером Мидом. Архив Калифорнийского технологического института. (PDF )
- ^ К. Мид, Аналоговые СБИС и нейронные системы. Эддисон-Уэсли (1989)
- ^ Р. П. Фейнман, Лекции Фейнмана по вычислениям. Тони Хей и Робин В. Аллен изд. Книжная группа Персей (2000) ISBN 0738202967
- ^ Д.Дж. Феллеман, округ Колумбия Ван Эссен. Распределенная иерархическая обработка в коре головного мозга приматов. Кора головного мозга, 1 (1) (1991)
дальнейшее чтение
- Ширли К. Коэн, Интервью с Карвером Мидом. Архивы Калифорнийского технологического института. (PDF )