Ила Фите
Ила Фите | |
|---|---|
 Фите беседует с Окинавским институтом науки и технологий в 2020 году | |
| Рожденный | Мумбаи, Индия |
| Национальность | Американский |
| Альма-матер | Бакалавр Мичиганского университета , магистр и доктор философии. Гарвардский университет |
| Известный | Моделирование нейронных вычислений, лежащих в основе кратковременной памяти, интеграции и вывода. |
| Награды |
|
| Научная карьера | |
| Поля | Физика и вычислительная нейробиология |
| Учреждения | Институт Макговерна Массачусетского технологического института |
| Диссертация | Обучение и кодирование в биологических нейронных сетях (2004 г.) |
| Докторантура | Себастьян Сын |
Ила Фите — индийско-американский физик и вычислительный нейробиолог , а также профессор кафедры мозга и когнитивных наук Института исследований мозга Макговерна Массачусетского технологического института . Фите строит теоретические модели и анализирует нейронные данные, чтобы выяснить, как нейронные цепи выполняют вычисления и как мозг представляет и манипулирует информацией, связанной с памятью и рассуждением.
Ранняя жизнь и образование
[ редактировать ]Фите родился в Мумбаи, Индия. Ее родители, Гопал Прасад и Инду Деви, переехали в Мичиган в 1992 году. Она продолжила обучение в Мичиганском университете по специальности математика и физика. [1] Затем Фите переехала в Бостон, чтобы получить степень магистра и аспирантуру на Гарвардского университета . факультете физики [1] Наставником Фите в области вычислительной нейробиологии был Себастьян Сын из Массачусетского технологического института. [2] и по физике Дэниела Фишера в Гарварде . [3] В своей аспирантуре Фите исследовала принципы обучения и кодирования в биологических нейронных сетях. [4] Фите замужем за Грегом Фите , профессором физики Северо-Восточного университета. Ее брат Ануп Прасад, получивший образование физика-теоретика, является управляющим директором и главой группы акций в DE Shaw & Co. [5]
переехала через всю страну, чтобы работать научным сотрудником в Институте теоретической физики Кавли при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре . Фите закончила аспирантуру в 2003 году и с 2004 по 2006 год [1] В это время Фите также был приглашенным членом Центра теоретической биофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего . [1] С 2006 по 2008 год Фите работал научным сотрудником в области мозговых цепей в Калифорнийском технологическом институте под руководством Кристофа Коха . [6]
Аспирантура - Кодирование в биологических нейронных цепях
[ редактировать ]Во время учебы в аспирантуре Фите и ее коллеги использовали линейные сети обучения, чтобы показать, что разреженные временные нейронные коды минимизируют синаптические помехи и облегчают обучение певчих птиц. [7] Затем Фите начал исследовать вычислительные принципы, лежащие в основе синаптической пластичности. [4] Она предложила правило синаптического подкрепления для целенаправленного обучения в рекуррентных сетях нейронов, основанных на частоте и импульсах. Правило выполняет стохастический градиентный подъем вознаграждения. [4] В частности, если сигнал вознаграждения количественно определяет производительность сети, то правило пластичности способно стимулировать целенаправленное обучение в сети. [4] Фите применила свою модель к нейрофизиологическим данным певчих птиц и обнаружила, что правило обучения, основанное на методе проб и ошибок, было достаточно быстрым, чтобы объяснить обучение певчих птиц. [8]
Ячейки сетки
[ редактировать ]Когда Фите начала свои постдокторские исследования, она начала изучать принципы кодирования клеток мозга, которые кодируют местоположение. В 2006 году Фите и ее коллеги описали систему, позволяющую понять вычисления ячеек сетки в энторинальной коре головного мозга и то, как они кодируют положения крыс. [9] Они показали, что это представление аналогично системе остаточных чисел, которая позволяет небольшому количеству клеток представлять и обновлять положение крысы на больших расстояниях или в нескольких средах. [9] Эта гипотеза сильно отличается от других гипотез о том, как кодирование осуществляется в мозгу, и эта «удобная для арифметики» система счисления подчеркивает изобретательность нейронных кодов. [9]
Карьера и исследования
[ редактировать ]В 2008 году Фите поступил на факультет Техасского университета в Остине . [1] Во время учебы в UT в Остине Фите оказал значительное влияние на сообщество как исследователь и педагог, получив в 2013 году премию CNS Excellence Award за преподавание от Колледжа естественных наук Техасского университета в Остине. [10] Проработав на факультете 10 лет и основав Центр теоретической и вычислительной нейронауки. [11] там в 2018 году Фите принял предложение Массачусетского технологического института и стал доцентом кафедры наук о мозге и когнитивных науках. [1] В начале 2019 года Фите присоединился к Институту Макговерна Массачусетского технологического института в качестве младшего следователя. [9] В мае 2020 года Фите был назначен профессором кафедры мозговых и когнитивных наук Массачусетского технологического института. Исследовательская программа Фите сосредоточена на понимании того, почему мозг обладает определенными кодирующими свойствами и как связность и динамика нейронных цепей, а также синаптическая пластичность лежат в основе таких принципов кодирования. [12] Ее лаборатория использует численное и теоретическое моделирование, а также необработанные нейронные данные для проверки своих моделей вычислений мозга. [12]
Вычисления ячеек сетки
[ редактировать ]Фит и ее коллеги из Университета Техаса в Остине были заинтересованы в изучении нейронных вычислений, лежащих в основе ячеек сетки в энторинальной коре. [13] Известно, что клетки сетки кодируют пространственное местоположение млекопитающих, когда они блуждают по миру. Фите и ее коллеги обнаружили, что вычисления ячеек сетки могут возникать в результате процесса формирования шаблонов и могут быть смоделированы с помощью непрерывных сетей аттракторов. [14] Благодаря входным данным, обозначающим скорость и направление движения животного, модели непрерывных аттракторов могут генерировать ответы треугольной сетки, которые кодируют обновленные оценки местоположения в двумерных пространствах. [13] Далее они показывают, подтверждая концепцию, что непрерывная динамика аттракторов лежит в основе интегрирования скорости в ячейках сетки. [13] В 2013 году Фите и ее коллеги использовали нейронные записи in vivo в качестве основы для компьютерного исследования механизмов, лежащих в основе активности ячеек сетки. [15] Их модель, основанная на низкоразмерной непрерывной динамике аттракторов, надежно охарактеризовала реакции ячеек сетки в кратковременных, знакомых вольерах. [15] С течением времени и в изменяющихся условиях реакции отдельных ячеек сетки меняются, однако соотношения параметров сетки и относительные фазы между одновременно записываемыми ячейками остаются по существу постоянными, показывая, что реакции на уровне популяции инвариантны. [15] Их результаты противоречат гипотезе клеточной среды, поскольку они обнаруживают, что стабильность межклеточных реакций более устойчива, чем реакции клеточной среды. [15]
В следующем году Фите описал модель, объясняющую развитие ячеек сетки, от момента открытия глаз до полностью разработанных вычислений ячеек сетки. [16] Вначале их модель изображает изначально неструктурированные сети нейронов, реагирующие на входные данные о скорости и местоположении. [16] С помощью компьютерного моделирования они предполагают, что нейроны сетки развивают организованную рекуррентную архитектуру, основанную на сходстве их входных сигналов, действующих через тормозные нейроны, и это закладывает основу для зрелой сети ячеек сетки, которая может вычислять скорость и местоположение в скоординированном и интегрированном виде. мода. [16]
Затем Фите был заинтересован в разработке надежной системы, с помощью которой можно было бы определить механизмы нейронных цепей, лежащие в основе функций мозга, которые не просто основаны на наблюдении нейронной активности. [17] Используя систему ячеек сетки, которую Фите тщательно исследовал и которая служит хорошей системой для тестирования вычислительных моделей, Фите показал, что модель «распределения относительных фазовых сдвигов» потенциально может выявить высокодетализированные механизмы корковых цепей на основе разреженных нейронных записей. [17] Используя пертурбативные эксперименты, они обнаружили, что их метод способен различать нейронные сети прямого распространения и рекуррентные, чтобы выяснить, какая модель наиболее точно описывает нейронные вычисления. [17]
В 2019 году, когда Фите прибыла в Массачусетский технологический институт, она опубликовала статью, в которой использовалось топологическое моделирование для преобразования нейронной активности больших популяций нейронов в облако данных, представляющее форму кольца. [18] Это кольцеобразное пространственное представление нейронной активности было показано на мухах как основа направления головы, а теперь Фите показал, что оно отражает направление головы у мышей - как внутренний компас. [18] Кольцеобразная форма, которую создает нейронная активность, в вычислительном анализе известна как многообразие — форма, представленная в нескольких измерениях для отображения многомерных данных. [19] Его форма и размерность представляют данные более интерпретируемым образом. [19] Подход, который описывает Фите, используя многообразие для изображения нейронной активности, позволяет слепо (неконтролируемо) обнаруживать и декодировать внешние переменные, используя в качестве входных данных только нейронную активность. [19]
Награды и почести
[ редактировать ]- Старший научный сотрудник CIFAR 2017 г. [12]
- Стипендиат факультета Говарда Хьюза, 2016 г. [20]
- Премия CNS Excellence в области преподавания, 2013 г. - Колледж естественных наук Техасского университета в Остине [10]
- 2011-2013 Стипендиат Макнайта [21]
- 2013 Молодой следователь Управления военно-морских исследований. [22]
- Стипендиат Сирла, 2010 г. [23]
- 2009 г., научный сотрудник Фонда Альфреда П. Слоана в области неврологии. [24]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Школа естественных наук приветствует 10 профессоров» . Новости МТИ . 19 сентября 2018 года . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Ила Фите» . Фонд Саймонса . 13 октября 2014 г. Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Дерево физики — Ила Р. Фите» . Academictree.org . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Фите, Ила Р.; Сын, Х. Себастьян (2006). «Градиентное обучение в импульсных нейронных сетях путем динамического возмущения проводимостей» . Письма о физических отзывах . 97 (4): 048104. arXiv : q-bio/0601028 . Бибкод : 2006PhRvL..97d8104F . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.048104 . ПМИД 16907616 . S2CID 875742 . Проверено 25 апреля 2020 г.
- ^ «В IAS учреждена профессорская должность Гопала Прасада - Пресс-релиз | Институт перспективных исследований» . www.ias.edu . 26 апреля 2022 г. Проверено 29 апреля 2022 г.
- ^ «Физическое древо — Генеалогическое древо Илы Р. Фите» . Academictree.org . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ Фите, Ила Р.; Ханлозер, Ричард Х.Р.; Плата, Майкл С.; Сын, Х. Себастьян (октябрь 2004 г.). «Временная разреженность премоторного движения важна для быстрого обучения нейросетевой модели пения птиц». Журнал нейрофизиологии . 92 (4): 2274–2282. дои : 10.1152/Jn.01133.2003 . ISSN 0022-3077 . ПМИД 15071087 . S2CID 52850151 .
- ^ Фите, Ила Р.; Плата, Майкл С.; Сын, Х. Себастьян (октябрь 2007 г.). «Модель обучения пению птиц, основанная на оценке градиента путем динамического возмущения нейронной проводимости». Журнал нейрофизиологии . 98 (4): 2038–2057. doi : 10.1152/Jn.01311.2006 . ISSN 0022-3077 . ПМИД 17652414 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Бурак, Йорам; Брукингс, Тед; Фите, Ила (4 июня 2006 г.). «Нейроны треугольной решетки могут реализовать усовершенствованную систему счисления для точного кодирования положения крысы в больших диапазонах». arXiv : q-bio/0606005 .
- ^ Перейти обратно: а б «Доктор Ила Фите получает награду за выдающиеся достижения в области преподавания ЦНС - Центр обучения и памяти» . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Центр теоретической и вычислительной нейронауки» .
- ^ Перейти обратно: а б с «Отчет CIFAR» (PDF) . Отчет СИФАР . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Бурак, Йорам; Фите, Ила Р. (февраль 2009 г.). «Точная интеграция путей в непрерывных сетевых моделях аттракторов ячеек сетки» . PLOS Вычислительная биология . 5 (2): e1000291. arXiv : 0811.1826 . Бибкод : 2009PLSCB...5E0291B . дои : 10.1371/journal.pcbi.1000291 . ISSN 1553-7358 . ПМЦ 2632741 . ПМИД 19229307 .
- ^ «Модель непрерывного аттрактора для активности ячеек сетки». CiteSeerX 10.1.1.508.1448 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Юн, Киджон; Буйс, Майкл А.; Барри, Касвелл; Хейман, Робин; Берджесс, Нил; Фите, Ила Р. (август 2013 г.). «Конкретные доказательства низкоразмерной динамики непрерывного аттрактора в ячейках сетки» . Природная неврология . 16 (8): 1077–1084. дои : 10.1038/nn.3450 . ISSN 1546-1726 . ПМЦ 3797513 . ПМИД 23852111 .
- ^ Перейти обратно: а б с Видлоски, Джон; Фите, Ила Р. (16 июля 2014 г.). «Модель развития ячеек сетки посредством пространственного исследования и резкого изменения пластичности, зависящей от времени» . Нейрон . 83 (2): 481–495. дои : 10.1016/j.neuron.2014.06.018 . ISSN 1097-4199 . ПМИД 25033187 .
- ^ Перейти обратно: а б с Видлоски, Джон; Мардер, Майкл П.; Фите, Ила Р (09 июля 2018 г.). Дердикман, Дори; Фрэнк, Майкл Дж. (ред.). «Выводы о механизмах цепей на основе разреженной нейронной записи и глобальных возмущений в ячейках сетки» . электронная жизнь . 7 : е33503. дои : 10.7554/eLife.33503 . ISSN 2050-084X . ПМК 6078497 . ПМИД 29985132 .
- ^ Перейти обратно: а б «В поисках компаса мозга» . Институт Макговерна Массачусетского технологического института . 12 августа 2019 г. Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Чаудхури, Ришидев; Герчек, Берк; Пандей, Бирадж; Пейраш, Адриан; Фите, Ила (сентябрь 2019 г.). «Внутреннее многообразие аттракторов и популяционная динамика канонической когнитивной цепи во время бодрствования и сна» . Природная неврология . 22 (9): 1512–1520. дои : 10.1038/s41593-019-0460-x . ISSN 1546-1726 . ПМИД 31406365 . S2CID 199542088 .
- ^ «Ученые факультета 2016» . 2016 Ученые факультета . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Награждённые» . Фонд Макнайта . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Доктор Ила Фите получает премию молодого исследователя от Управления военно-морских исследований - Центра обучения и памяти» . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Ила Р. Фите» . Программа стипендий Сирла . Проверено 26 апреля 2020 г.
- ^ «Бывшие товарищи» . Слоан.орг . Проверено 26 апреля 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Публикации Ila Fiete, проиндексированные Google Scholar
| Базы данных авторитетного контроля : академики |
|---|
- Факультет Школы естественных наук Массачусетского технологического института
- Выпускники Колледжа литературы, науки и искусств Мичиганского университета
- Выпускники Гарвардской высшей школы искусств и наук
- Живые люди
- Американские женщины-неврологи
- Американские нейробиологи
- Американские женщины-ученые
- Американские женщины 21 века