Габриэль А. Сильва - Gabriel A. Silva

Габриэль А. Сильва
ГражданствоСША, Канада
ИзвестенВычислительная и теоретическая нейробиология. Нейробиология кальция и астроцитов. Нанотехнологии.
НаградыКолледж научных сотрудников Американского института медицинской и биологической инженерии (AIMBE; 2016)

Американское общество инженеров-механиков (ASME) Y.C. Медаль молодого исследователя Фунга (2008)

Фонд Уоллеса Коултера Премия за раннюю карьеру (2007)
Академическое образование
Альма-матерУниверситет Торонто

Иллинойский университет в Чикаго

Северо-Западный университет
Академические консультантыСэмюэл Ступп, Северо-Западный университет

Джек Кесслер, Северо-Западный университет

Дэвид Пепперберг, Иллинойский университет в Чикаго

Элизабет Терио, Университет Торонто
Академическая работа
Основные интересыВычислительная и теоретическая нейробиология. Системная неврология. Прикладная математика. Машинное обучение.
Интернет сайтwww.silva.ucsd.edu

Габриэль Алехандро Силва является теоретиком и вычислительным нейробиологом и биоинженером, профессором биоинженерии в инженерной школе Джейкобса и профессором нейробиологии в медицинской школе Калифорнийский университет в Сан-Диего (UCSD). Он также является директором-основателем Центра инженерного естественного интеллекта (CENI) в UCSD и является научным сотрудником факультета инженерии Джейкобса.

Он имеет дополнительные должности в Департаменте наноинжиниринга, Институте биосхем, Программе выпускников неврологии, Программе вычислительной нейробиологии и Институте нейронных вычислений.

Исследование

Исследования, проведенные Сильвой и его сотрудниками, сосредоточены на математике, физике и разработке динамики структурных функций в пространственно-временных геометрических сетях в мозге. Цель состоит в том, чтобы понять, как форма и динамика передачи сигналов отдельных нейронов и астроцитов, взаимосвязь и геометрия сетей нейронов и сетей взаимодействующих областей мозга создают алгоритмические и функциональные свойства, которые позволяют мозгу учиться, вычислять и обрабатывать информацию и данные.

Связанная с этим цель - понять, какие изменения в этих процессах происходят при расстройстве аутистического спектра и связанных с ним нарушениях психического развития. С инженерной точки зрения они разрабатывают математические модели и алгоритмы, основанные на понимании биологического мозга, для создания машинного обучения нового поколения и интерфейсов мозг-машина, которые могут учиться и адаптироваться к окружающей среде и новым данным без предварительного обучения.

Ранняя работа

Ранняя работа Сильвы во время его магистерской работы заключалась в исследовании физиологии нервных глиальных клеток астроцитов в спинном мозге и при повреждениях спинного мозга.

Его докторская степень. В работе моделировали нейрофизиологию и кальциевую динамику палочковых фоторецепторных нейронов сетчатки. Диссертационная работа Сильвы включала электрофизиологию сетчатки с использованием метода, называемого парной электроретинографией, и моделирование полученных данных, чтобы понять, как стержневые фоторецепторы адаптируются к изменяющимся уровням света.

Его постдокторская работа в Северо-Западном университете была сосредоточена на разработке и использовании нанотехнологий в нейробиологии. В частности, Сильва и его коллеги показали, что стволовые клетки-предшественники нейронов могут быть индуцированы к дифференцировке в нейроны после самособирающейся инкапсуляции в нановолокна пептидных амфифилов.

В UCSD

Работа Сильвы в UCSD включала экспериментальную нейробиологию, теоретическую и вычислительную нейробиологию и нейронную инженерию.

Он работал над математическим и физическим моделированием и симуляцией нейронных процессов на молекулярном, клеточном и системном уровнях с целью понимания того, как структуры в мозге представляют и обрабатывают информацию, уделяя особое внимание моделированию динамики передачи кальциевых сигналов нервной системы астроцитов. глиальные клетки.[1][2][3][4][5][6][7][8][чрезмерное цитирование ] Он также работал над теоретическим анализом динамической сигнализации в сетях. [1][2][3][5][6][9][7][чрезмерное цитирование ] Он разработал новую архитектуру машинного обучения, которая позволит учиться без предварительной подготовки или доступа к данным.[2][8][9]

Прикладные нанотехнологии

Ранее он работал над разработкой самосборных нанотехнологий для регенерации нейронов во время своей постдокторской работы и оптимизацией химически функционализированных квантовых точек для получения изображений клеточной структуры и динамики кальция с высоким разрешением в UCSD.[10].[11][12][13][чрезмерное цитирование ] Совсем недавно, в сотрудничестве с Nanovision Biosciences, группа Сильвы была одной из нескольких лабораторий, участвующих в разработке хирургически имплантируемого оптоэлектронного нейронного протеза сетчатки для восстановления зрения.[14][15][16][чрезмерное цитирование ] Предыдущая опубликованная работа Сильвы была посвящена травматическому повреждению спинного мозга и реактивному глиозу, болезни Альцгеймера, протезам сетчатки, а в последнее время - системной нейробиологии расстройства аутистического спектра (РАС) и связанных с ней расстройств психического развития.[1][10][15][17][16][чрезмерное цитирование ]

Почести

Сильва в 2017 году он был назначен научным сотрудником факультета Джейкобса в области инженерии, а в 2016 году избран в Коллегию научных сотрудников Американского института медицинской и биологической инженерии ...[18]. В 2008 году он был награжден премией YC Fung Young Investigator Award и медалью Американского общества инженеров-механиков (ASME).[19][20]

Он был показан в статье в газете San Diego Tribune «Жизнь ученого: 10 вещей, которые сделал Габриэль Сильва из UCSD».[21] Его работы были представлены и описаны в многочисленных новостях и научно-популярных источниках.[22][23][24][25][26][27][28][29][чрезмерное цитирование ]

Рекомендации

  1. ^ а б c Чоу, С.К .; Ю, Д .; MacDonald, C.L .; Буйбас, М .; Сильва, Г. А. (2010). «Журналы SAGE: ваш путь к журнальным исследованиям мирового уровня». ASN Neuro. 2 (1): e00026. Дои:10.1042 / an20090035. ЧВК  2810812. PMID  20001968.
  2. ^ а б c Буйбас, Мариус; Сильва, Габриэль А. (21.10.2010). «Платформа для моделирования и оценки состояния и функциональной топологии сложных динамических геометрических сетей». Нейронные вычисления. 23 (1): 183–214. arXiv:0908.3934. Дои:10.1162 / NECO_a_00065. ISSN  0899-7667. PMID  20964542. S2CID  7598187.
  3. ^ а б Сильва, Габриэль А .; Певица Закари; Ли, Ян Й .; Чоу, Сиу-Кей; Буйбас, Мариус; Ю, Диана (2009-03-01). «Характеристика опосредованной кальцием внутриклеточной и межклеточной передачи сигналов в линии глиальных клеток rMC-1». Клеточная и молекулярная биоинженерия. 2 (1): 144–155. Дои:10.1007 / s12195-008-0039-1. ISSN  1865-5033. ЧВК  2771886. PMID  19890481.
  4. ^ Хашеми, Махбубе; Буйбас, Мариус; Сильва, Габриэль А. (30 мая 2008 г.). «Автоматическое обнаружение межклеточной передачи сигналов в сетях астроцитов с использованием алгоритма сходящихся квадратов». Журнал методов неврологии. 170 (2): 294–299. Дои:10.1016 / j.jneumeth.2008.01.013. ISSN  0165-0270. ЧВК  2637820. PMID  18328570.
  5. ^ а б Сильва, Габриэль А .; Низар, Кристал; Ю, Диана; Буйбас, Мариус (01.08.2010). «Отображение пространственно-временной динамики передачи сигналов кальция в сотовых нейронных сетях с использованием оптического потока». Анналы биомедицинской инженерии. 38 (8): 2520–2531. Дои:10.1007 / s10439-010-0005-7. ISSN  1573-9686. ЧВК  2900593. PMID  20300851.
  6. ^ а б Сильва, Габриэль А .; Макдональд, Кристофер (2013). "Модель зарождения сигналов клетки с положительной обратной связью динамики астроцитов". Границы нейроинженерии. 6: 4. Дои:10.3389 / fneng.2013.00004. ISSN  1662-6443. ЧВК  3706728. PMID  23847529.
  7. ^ а б Макдональд, Кристофер Л .; Бхаттачарья, Нирупама; Спроус, Брайан П .; Сильва, Габриэль А. (2015-09-15). «Эффективное вычисление дробной диффузионной производной Грюнвальда – Летникова с использованием адаптивной памяти временного шага». Журнал вычислительной физики. 297: 221–236. arXiv:1505.03967. Bibcode:2015JCoPh.297..221M. Дои:10.1016 / j.jcp.2015.04.048. ISSN  0021-9991. S2CID  31532377.
  8. ^ а б Сильва, Габриэль А. (2018-04-17). "Влияние задержек передачи сигналов и невосприимчивых состояний узла на динамику сетей". arXiv:1804.07609 [q-bio.NC ].
  9. ^ а б Буйбас, Мариус; Сильва, Габриэль А. (2015-05-15). «Алгебраическая идентификация эффективной связности ограниченных геометрических сетевых моделей нейронной сигнализации». arXiv:1505.03964 [q-bio.NC ].
  10. ^ а б Ступп, Самуэль I .; Кесслер, Джон А .; Харрингтон, Дэниел А .; Бениаш, Элиа; Племянница Криста Л .; Чейслер, Екатерина; Сильва, Габриэль А. (27 февраля 2004 г.). «Селективная дифференцировка нервных клеток-предшественников с помощью нановолокон с высокой плотностью эпитопов». Наука. 303 (5662): 1352–1355. Bibcode:2004Научный ... 303.1352С. CiteSeerX  10.1.1.1012.1883. Дои:10.1126 / science.1093783. ISSN  1095-9203. PMID  14739465. S2CID  6713941.
  11. ^ Сильва, Габриэль А. (2009-08-01), «Нейронауки нанотехнологии: прогресс, возможности и проблемы», Нанонаука и технологии, Совместно с Macmillan Publishers Ltd, Великобритания, стр. 251–260, Дои:10.1142/9789814287005_0026, ISBN  9789814282680
  12. ^ Сильва, Габриэль А. (2004-03-01). «Введение в нанотехнологии и их применение в медицине». Хирургическая неврология. 61 (3): 216–220. Дои:10.1016 / j.surneu.2003.09.036. ISSN  0090-3019. PMID  14984987.
  13. ^ Сильва, Габриэль А. (2008-12-10). «Нанотехнологические подходы к преодолению гематоэнцефалического барьера и доставке лекарств в ЦНС». BMC Neuroscience. 9 (3): S4. Дои:10.1186 / 1471-2202-9-S3-S4. ISSN  1471-2202. ЧВК  2604882. PMID  19091001.
  14. ^ Котов, Николай А .; Винтер, Джессика О.; Clements, Isaac P .; Ян, Эдвард; Тимко, Брайан П .; Кампиделли, Стефан; Патхак, Смита; Маццатента, Андреа; Либер, Чарльз М. (2009). «Наноматериалы для нейронных интерфейсов». Современные материалы. 21 (40): 3970–4004. Дои:10.1002 / adma.200801984. HDL:2027.42/64336. ISSN  1521-4095.
  15. ^ а б Мохана, Франческа; Ченг, Линьюнь; Bartsch, Dirk-Uwe G .; Сильва, Габриэль А .; Козак, Игорь; Нигам, Нитин; Фриман, Уильям Р. (2008-08-01). «Роль аномальной адгезии стекловидного тела в возрастной макулярной дегенерации: спектральная оптическая когерентная томография и хирургические результаты». Американский журнал офтальмологии. 146 (2): 218–227.e1. Дои:10.1016 / j.ajo.2008.04.027. ISSN  0002-9394. ЧВК  2735863. PMID  18538742.
  16. ^ а б Сильва, Габриэль А .; Джин, Сонхо; Дэвидсон, Мэри С.; Цао, Элизабет; Патхак, Смита (15 февраля 2006 г.). "Применение квантовых точек в нейробиологии: новые инструменты для исследования нейронов и глии". Журнал неврологии. 26 (7): 1893–1895. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.3847-05.2006. ISSN  1529-2401. ЧВК  6674918. PMID  16481420.
  17. ^ Сильва, Габриэль А. (2007-02-01). «Нанотехнологические подходы для доставки лекарств и малых молекул через гематоэнцефалический барьер». Хирургическая неврология. 67 (2): 113–116. Дои:10.1016 / j.surneu.2006.08.033. ISSN  0090-3019. PMID  17254859.
  18. ^ "Габриэль Сильва Габриэль А. Сильва, доктор философии, будет включен в элиту медицинской и биологической инженерии - AIMBE".
  19. ^ «Проф. Сильва награжден премией и медалью молодого исследователя Ю.К.. Лаборатория математической неврологии.
  20. ^ "Премия Y.C. Fung за раннюю карьеру". cdn.asme.org.
  21. ^ «Жизнь ученого: 10 вещей, которые сделал Габриэль Сильва из UCSD». Лаборатория математической неврологии.
  22. ^ «Ловля кальциевых волн может помочь понять болезнь Альцгеймера». ScienceDaily.
  23. ^ «Самостоятельная сборка каркаса для восстановления спинного мозга:« Жидкий мостик »может способствовать росту поврежденных нервных клеток». 6 июня 2004 г. Архивировано с оригинал на 2004-06-06.
  24. ^ https://web.archive.org/we
  25. ^ «Ловля кальциевых волн может помочь понять болезнь Альцгеймера» - через www.eurekalert.org.
  26. ^ б / 20040605102614 /http://www.cbc.ca/stories/2004/01/22/neurons040122
  27. ^ Эбботт, Элисон (1 августа 2003 г.). «Новое измерение биологии». Природа. 424 (6951): 870–872. Дои:10.1038 / 424870a. PMID  12931155. S2CID  2615150 - через www.nature.com.
  28. ^ Сервис, Роберт Ф. (3 октября 2003 г.). «Молекулярный каркас помогает выращивать нейроны». Наука. 302 (5642): 46–47. Дои:10.1126 / science.302.5642.46. PMID  14526056. S2CID  10729839 - через science.sciencemag.org.
  29. ^ Гель стволовых клеток NU продвигает исследования повреждений позвоночника