ソーク計算神経生物学者、脳が音をどのように処理するかを研究するためにNSFの助成金を受け取る

2017 年 9 月 6 日

ソーク計算神経生物学者、脳が音をどのように処理するかを研究するためにNSFの助成金を受け取る

2017 年 9 月 6 日

LA JOLLA — ソーク准教授 タチアナ・シャープー 脳が複雑な音をどのように処理するかを研究するために、国立科学財団から 950,000 年間で約 4 万ドルの助成金を獲得しました。 この助成金は、フランスとイスラエルのグループと共同した多国籍プロジェクトの一環です。

「タチアナの計算的アプローチとモデリングは神経生物学研究の最先端にあります」とソーク社長は語る エリザベスブラックバーン。 「この賞により、彼女は脳がどのように音を処理するかについて重要な発見をし続け、さまざまな種類のニューロンがどのように連携するかについての理論を検証することができます。 このような研究は、難聴を治療したり、音声認識技術を改善したりするためのより良い方法を提供する可能性があります。」

ソークの計算神経生物学研究室のメンバーであるシャープー氏は、普遍的な行動原理を理解するために「生物学的制御」の統一理論を開発しようと努めています。 具体的には、動物がどのように環境を感知して適応し、予測や決定を行うのかを明らかにしています。 これを行うために、彼女は統計や確率モデルなどの数学的戦略を適用して、脳の数十億のニューロンがエネルギーと情報を交換する原理を図表に示します。

「この助成金は、脳からの電気記録、大規模な神経回路のシミュレーション、モデルと実際の反応の両方の統計分析を組み合わせて、聴覚皮質のさまざまなタイプのニューロンがどのように表現されているかを理解することにより、聴覚処理の謎を解明する素晴らしい機会を表しています。」自然なサウンドです」とシャープ氏は言います。 「これ以上に興奮することはありません。」

この助成金では、XNUMX つの実験グループと XNUMX つの計算グループの XNUMX つのグループが結集し、ニューラル ネットワークの既知の特性に基づいてモデルを開発し、さまざまな種類のニューロンがどのように連携して音を表現するかを説明します。 エルサレムのヘブライ大学ソーク大学とパリ・デカルト大学の研究者らは、聴覚についての理解を深めることに加えて、単一のニューラルネットワーク内のニューロン間の協力の一般原理についての洞察を得たいと考えている。

「シャーピー博士と彼女の同僚が取り組んでいる仕事は、本当に刺激的であり、難しいものです」と、コンピューター情報科学工学部門の情報およびインテリジェント システム部門 NSF プログラム マネージャーのケネス ワンは言います。 「彼らは、脳のネットワークがそれらのプロセスの基礎となるメカニズムを使って達成できることの計算モデルをまとめています。 これは、多数のニューロンがどのように連携して私たちの知覚やその他の認知機能を強化するかを理解するために非常に重要です。」

この研究は、脳内の神経コーディングの一般原理だけでなく、他の感覚（視覚、触覚）における信号表現の理解にも影響を及ぼし、改良された補聴器や人工音声認識の設計など、多くの実用的な応用の可能性を提供します。システム。

さらに、ニューロンの種類間のバランスの変化は、以下を含む多くの注意欠陥や精神障害に関係しているため、 自閉症と統合失調症、このプロジェクトはまた、それらの病気を治療する新しい方法を明らかにする可能性があります。

この助成金には、幼稚園から高等学校までの生徒向けの音楽および音声認識のデモンストレーションや展示会を含むアウトリーチの要素も含まれています。