El neurobiólogo computacional de Salk recibe una subvención de la NSF para estudiar cómo el cerebro procesa el sonido

6 de septiembre de 2017

El neurobiólogo computacional de Salk recibe una subvención de la NSF para estudiar cómo el cerebro procesa el sonido

6 de septiembre de 2017

LA JOLLA—Profesor asociado de Salk Tatiana Sharpee ha recibido una subvención de aproximadamente $ 950,000 durante 4 años por parte de la Fundación Nacional de Ciencias para estudiar cómo el cerebro procesa sonidos complejos. Esta subvención es parte de un proyecto multinacional junto con grupos en Francia e Israel.

"El enfoque computacional y el modelado de Tatyana están a la vanguardia de la investigación en neurobiología", dice el presidente de Salk. elizabeth blackburn. “Este premio le permitirá continuar haciendo descubrimientos importantes sobre cómo el cerebro procesa los sonidos y probar teorías sobre cómo funcionan juntos los diferentes tipos de neuronas. Tal trabajo podría informar mejores formas de tratar la pérdida auditiva o mejorar las tecnologías de reconocimiento de voz”.

Sharpee, quien es miembro del Laboratorio de Neurobiología Computacional de Salk, busca desarrollar una teoría unificadora de “control biológico” para comprender los principios universales del comportamiento. Específicamente, está descubriendo cómo los animales perciben y se adaptan a su entorno, así como también cómo hacen predicciones y decisiones. Para hacer esto, aplica estrategias matemáticas, como estadísticas y modelos de probabilidad, para trazar los principios por los cuales los miles de millones de neuronas del cerebro intercambian energía e información.

“Esta subvención representa una gran oportunidad para resolver los misterios del procesamiento auditivo mediante la combinación de registros eléctricos del cerebro, simulaciones de circuitos neuronales a gran escala y análisis estadísticos de modelos y respuestas reales para comprender cómo se representan los diferentes tipos de neuronas en la corteza auditiva. sonidos naturalistas”, dice Sharpee. “No podría estar más emocionado al respecto”.

La subvención reúne a tres grupos, uno experimental y dos computacionales, para desarrollar modelos basados ​​en propiedades conocidas de redes neuronales para describir cómo cooperan diferentes tipos de neuronas para representar sonidos. Además de profundizar nuestra comprensión de la percepción auditiva, los investigadores de Salk, la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad París-Descartes esperan obtener información sobre los principios generales de cooperación entre las neuronas dentro de una sola red neuronal.

“El trabajo que están haciendo la Dra. Sharpee y sus colegas es realmente emocionante y difícil”, dice Kenneth Whang, gerente de programa de NSF, división de Sistemas Inteligentes e Información en la dirección de Ingeniería y Ciencias de la Información e Informática. “Están reuniendo modelos computacionales de lo que una red cerebral puede lograr con los mecanismos subyacentes a esos procesos. Esto es de vital importancia para comprender cómo un gran número de neuronas trabajan juntas para potenciar nuestras percepciones y otras funciones cognitivas”.

La investigación tiene implicaciones para comprender la representación de señales en otros sentidos (visión, tacto), así como los principios generales de la codificación neuronal en el cerebro, y ofrece una serie de posibles aplicaciones prácticas, incluido el diseño de audífonos mejorados y el reconocimiento artificial del habla. sistemas

Además, debido a que un equilibrio alterado entre los tipos de neuronas se ha implicado en una serie de déficits de atención y trastornos psiquiátricos, que incluyen autismo y esquizofrenia, el proyecto también podría revelar nuevas formas de tratar esas enfermedades.

La subvención también incluye un componente de divulgación que incluirá demostraciones de percepción de la música y el habla para estudiantes de K-12 y exhibiciones.