Вычисления и нейронные системы
Программа «Вычислительные и нейронные системы » ( ЦНС ) была создана в Калифорнийском технологическом институте в 1986 году с целью подготовки докторов философии. студенты, заинтересованные в изучении взаимосвязи между структурой нейроноподобных цепей/сетей и вычислениями, выполняемыми в таких системах, как естественных, так и синтетических. Программа была разработана для содействия обмену идеями и сотрудничеству между инженерами, нейробиологами и теоретиками.
История
[ редактировать ]В начале 1980-х годов, заложив основы СБИС, [1] Карвер Мид заинтересовался изучением сходства между вычислениями, выполняемыми в мозгу, и типами вычислений, которые могут выполняться в аналоговых кремниевых электронных схемах. Мид присоединился к Джону Хопфилду , изучавшему теоретические основы нейронных вычислений. [2] расширить свое обучение. Первый совместный курс Мида и Хопфилда в этой области назывался «Физика вычислений»; Хопфилд рассказывает о своей работе в области нейронных сетей, а Мид — о своей работе в области репликации нейронных структур в высокоинтегрированных электронных схемах. [3] Учитывая интерес как среди студентов, так и среди преподавателей, они решили расширить эти темы в следующем году. К ним присоединился Ричард Фейнман , и в результате появилось три отдельных курса: Хопфилда по нейронным сетям, Мида по нейроморфным аналоговым схемам и [4] и курс Фейнмана по физике вычислений. [3] [5] В этот момент Мид и Хопфилд поняли, что возникает новая область, в которой ученые-неврологи и люди, создающие компьютерные модели и схемы, разговаривают друг с другом.
Осенью 1986 года Джон Хопфилд выступил за создание междисциплинарной докторской степени. программа, призванная создать научное сообщество, изучающее вопросы, возникающие на стыке нейробиологии и электротехники, информатики и физики. Она называлась «Вычисления и нейронные системы» (ЦНС). Объединяющей темой программы была связь между физической структурой вычислительной системы (физической или биологической аппаратуры), динамикой ее работы и вычислительными задачами, которые она может эффективно решать. Создание этой междисциплинарной программы во многом обусловлено прогрессом на нескольких ранее не связанных друг с другом направлениях: анализ сложных нейронных систем как на уровне отдельных клеток, так и на сетевом уровне. [6] с использованием различных методов (в частности, патч-кламп- записей, внутриклеточной и внеклеточной одно- и многокомпонентной электрофизиологии у бодрствующих животных и методов функциональной визуализации мозга, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ)), теоретического анализа нервной структуры ( вычислительная нейробиология ) и моделирование искусственных нейронных сетей в инженерных целях. [2] Программа началась с небольшого количества преподавателей в различных подразделениях. Среди первых преподавателей-основателей были Карвер Мид , Джон Хопфилд , Дэвид Ван Эссен , Джеффри Фокс, Джеймс Бауэр , Марк Кониши, Джон Оллман, Эд Познер и Деметри Псалтис . В том же году был принят на работу первый внешний профессор Кристоф Кох .
С 1990 года около 110 аспирантов получили степень доктора наук по ЦНС и 14 — степень магистра наук по ЦНС. Около двух третей выпускников CNS сделали академическую карьеру, а остальные выпускники CNS основали или присоединились к начинающим компаниям. За это время средняя продолжительность докторантуры составила 5,6 года.
В это время исполнительными директорами программы CNS были Джон Хопфилд , Деметри Псалтис , Кристоф Кох и Пьетро Перона .
Сопутствующие конференции и семинары
[ редактировать ]Факультет ЦНС основал и стал соучредителем ряда конференций и семинаров:
- Встреча Snowbird по нейронным сетям для вычислений, 1984 год.
- Нейронные системы обработки информации (NIPS) в 1987 году.
- Методы вычислительной нейронауки в Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул , 1988 год.
- Летняя школа Теллурида по нейроморфной системной инженерии , 1993 год.
Сопутствующие академические программы
[ редактировать ]- Институт нейроинформатики в Цюрихе, Швейцария
- Междисциплинарный центр нейронных вычислений Еврейского университета в Иерусалиме, Израиль.
Известные выпускники
[ редактировать ]- Дэвид Дж. Маккей – профессор естественной философии факультета физики Кембриджского университета и главный научный советник Министерства энергетики и изменения климата Великобритании (DECC).
- Бруно Ольсхаузен – директор Центра теоретической нейронауки Редвуд Калифорнийского университета в Беркли .
- Квабена Боахен. Архивировано 30 июля 2011 г. в Wayback Machine — профессор биоинженерии Стэнфордского университета .
- Миша Маховальд
- Эрик Уинфри – профессор Калифорнийского технологического института .
- Лоран Итти – профессор Университета Южной Калифорнии .
- Тобиас Дельбрюк – профессор физики и электротехники, ETH Zurich .
- Ши-Чии Лю — профессор Цюрихского университета и соруководитель группы датчиков в Институте нейроинформатики Цюрихского университета .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ К. Мид и Л. Конвей, Введение в системы СБИС . Читающая месса Аддисона-Уэсли (1980)
- ^ Jump up to: а б Хопфилд, Дж. Дж. Нейронные сети и физические системы с возникающими коллективными вычислительными способностями . Учеб. НАТЛ Акад. наук. США Том. 79, стр. 2554–2558, апрель 1982 г.
- ^ Jump up to: а б Ширли К. Коэн, интервью с Карвером Мидом . Архивы Калифорнийского технологического института. ( PDF )
- ^ К. Мид, Аналоговые СБИС и нейронные системы . Аддисон-Уэсли (1989)
- ^ Р. П. Фейнман, Фейнмановские лекции по вычислениям . Тони Хэй и Робин В. Аллен изд. Книжная группа Персея (2000) ISBN 0738202967
- ^ DJ Феллеман, округ Колумбия Ван Эссен. Распределенная иерархическая обработка данных в коре головного мозга приматов . Кора головного мозга, 1 (1) (1991)
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ширли К. Коэн, интервью с Карвером Мидом . Архивы Калифорнийского технологического института. ( PDF )