נוירופיסיקה: האתגר של המאה ה 21
Post on 13-Jan-2016
88 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
נוירופיסיקה: האתגר של המאה ה 21
Maoz Shamir Department of Physiology and Neurobiology, Ben-Gurion University of the Negev
March 14th 2013
מעוז שמיר
המחלקה לפיסיולוגיה ונוירוביולוגיה, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב
shmaoz@bgu.ac.il
נוירפיסיקה היא תחום רחב
באוניברסיטת בן-גוריון שתי מעבדות עוסקות בתיאוריה של רשתות עצביות:
דר' מעוז שמיר עוסק בקידוד עצבי ודינמיקה •סטוכסטית של למידה
פרופ' דוד גולומב מתמחה בדינמיקה לא •ליניארית של רשתות עצביות
מנגנון בריחה בתיקנים
זיהוי כיוון מקור קול הינו אחד התפקידים הראשוניים והמרכזיים של מערכת השמיעה
שמיעה בבעלי חיים מתקדמים
באורכי הגל הארוכים - הפרש הזמנים/הפאזות בין גלי הקול המגיעים
לשתי האזניים מהווה רמז מרכזי לשיערוך כיוון מקור הקול על ידי מערכת
העצבים המרכזית.
הקוד העצבי
Zohar et al PLCB 2012
השאלות
כמה מידע מקודד בתגובה העצבית?1(
כיצד ניתן לקרוא את המידע הזה?2(
השאלה הגדולה
מהו הקוד העצבי? כיצד המידע מיוצג בתגובת תאי עצב שונים וכיצד הוא מועבר
מאזור לאזור לאורך נתיב עיבוד המידע במח?
לפתח תיאוריה שתאפשר לנו לספק תחזיות כמותיות לבחינה של היפותיזות אפשריות
לקוד העצבי
התיאוריה תתבסס על הידוע לנו ברמה המיקרוסקופית )סטטיסטיקת התגובה של תאי עצב לגירוי חיצוני( ותעניק תחזיות על
הרמה המאקרוסקופית )הדיוק הפסיכופיסי(.
מעקף: מדד ה"יעילות" של קידוד עצבי
כיצד ניתן לכמת את הדיוק של הקוד העצבי?
א. שימוש במושגים תיאורטיים כלליים כגון אנטרופיה משותפת ואינפורמצית פישר.
ב. לחקור את הדיוק של קלט מסוים.
אינפורמצית פישרDenote the neuronal responses by
and the stimulus angle by
1
N
i ir
The neuronal responses fluctuate according to the conditional p.d.f. ) | (P r
2ln ) | (P
J
r
The Fisher information:
אי שיוויון קרמר-ראו
The variance of any unbiased estimator cannot be smaller than the inverse of the Fisher Information, J.
1J
An estimator ˆ) ( r
2 2ˆerror b
ˆb
Variance 2ˆ ˆ
Total square error:
Bias ... means
averaging over trials with
the same stimulus .
היפותזת קלט מהיר temporal Winner-Take-All
ניצו
חיוי
ירג
משערך את הקלט על פי
הגירוי המועדף של התא שירה
ראשון) | stim (f t PD צפיפות ההסתברות
tלירי ראשון בזמן
הדיוק נשלט על ידי הזנב התחתון של התפלגות זמני הספייק הראשון
[ ) |0( ) | (]
0
0) | ( log 1 ) | (
N t tC
t
P N e dt
t f t dt
) () | ( ) ( ) (f t r t
) (r
) (
) (
For small t:
Scale parameter
Shape parameter
Delay parameter
Shamir )2009(
מה הלאה?
יש צורך לבחון את התיאוריה על נתונים ניסיוניים אמיתיים: מערכת הראיה, השמיעה וכן הלאה.
לפתח תיאוריה המתמודדת עם האתגר של "קריאת" המידע על ידי השלב הבא בהירארכיה.
shmaoz@bgu.ac.il שאלות:
על tWTAהפרויקט: בחינת היפוזת ביולוגיdataמודל מבוסס
קיימים נסיוני רב לגבי התגובה העצבית במנגנון הבריחה של התיקן.
יש לעבד את הנתונים: לאפיין סטטיסטיקה של התגובה ולכמת גדלים dataבהינתן הגירוי לבנות מודל מבוסס
חשובים מן התאוריה.
shmaoz@bgu.ac.il שאלות:
שמיעה בחגבים
!מה שמצחיק הוא שהמסקנה נכונה!מסקנה: חגב בלי רגליים לא שומע
קידוד מידע בקליפת המח הראייתית הראשונה
קידוד מידע ברשתית
:תגובה
50msתגובה עצבית ראשונה
100msתחילת תנועה
300msלכידת הטרף
)מעבדה של רונן שגב(
top related