Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Automated Model Inference from Neural Dynamics for a Mechanistic Understanding of Cognition

Opis projektu

Dogłębna analiza procesów poznawczych dzięki modelowi opartemu na uczeniu maszynowym

Wprowadzenie modeli mechanistycznych dobrze dopasowanych do danych eksperymentalnych może znacząco poprawić zrozumienie właściwości komórkowych i sieciowych leżących u podstaw procesów poznawczych oraz tego, co prowadzi do stanów patologicznych. W ramach finansowanego z działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu AutoMIND badacze proponują opracowanie narzędzia opartego na uczeniu maszynowym do wnioskowania o modelach. Umożliwi ono identyfikowanie parametrów poszczególnych modeli pulsujących sieci neuronowych i jednocześnie pozwoliłoby zarejestrować arbitralną docelową dynamikę neuronalną zapisów ludzkiego mózgu. Narzędzie będzie wykorzystywać najnowsze postępy w technikach wnioskowania opartego na symulacji, włączając jednoczesne uczenie wielu parametrów i symulacje oparte na gradientach. Ponadto będzie w stanie rozwiązywać problemy neuronaukowe na drodze eksperymentów in silico.

Cel

Human cognition depends on complex coordinated dynamics of neural populations, which is shaped by a rich heterogeneity in cellular properties and network connectivity patterns of neural circuits. While cognitive neuroscience leverages macroscopic brain signals to relate neural activity to behavioral states, we currently cannot dissect them for their physiological contributions, hindering mechanistic interpretations of experimental data. One way to systematically study how physiological parameters shape neural dynamics is through mechanistic modeling of spiking neural networks. However, current modeling approaches are not quantitatively constrained by observed electrophysiological data, and often require painstaking and ad-hoc parameter-tuning by hand. Efficient discovery of mechanistic models that are consistent with experimental data would dramatically accelerate our understanding of how cellular and network properties impact cognition, and why it breaks down in pathological states, representing a radical departure from how neural data is analyzed in cognitive neuroscience. To this end, I propose to develop a machine learning-assisted model inference tool—Automated Model Inference from Neural Dynamics (AutoMIND)—that can identify parameters of candidate spiking neural network models that could capture arbitrary target neural dynamics from human brain recordings. AutoMIND extends on recent advances in simulation-based inference techniques, incorporating simultaneous parameter manifold-learning and gradient-based simulations. AutoMIND has broad utility for tackling neuroscientific questions by enabling expedited in-silico experiments. Here, I apply it to multiscale neural data to study how cellular and network properties shape: 1) the emergence of synchronous network oscillations during early neurodevelopment, and 2) the difference in neural dynamics and computation between sensory and association cortices—two questions of fundamental importance to neuroscience.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) H2020-MSCA-IF-2020

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

EBERHARD KARLS UNIVERSITAET TUEBINGEN
Wkład UE netto
€ 162 806,40
Adres
GESCHWISTER-SCHOLL-PLATZ
72074 Tuebingen
Niemcy
Region
Baden-Württemberg Tübingen Tübingen, Landkreis
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 162 806,40