بررسی مکانیزم های نورونی تصمیم گیری

در این نشست آگورا، امیررضا به مرور بخشی از تاریخ مطالعه مکانیزم‌های نورونی تصمیم‌گیری می‌پردازد. او ابتدا به رویکردهای مبتنی بر میانگین‌گیری از فعالیت تک‌نورون‌ها اشاره می‌کند و سپس با بررسی مقاله‌ای تازه، به رویکردهای جدیدتر مبتنی بر فعالیت مجموعه‌های نورونی می‌پردازد.

مقاله اصلی این جلسه:
Representational geometry of perceptual decisions in the monkey parietal cortex

#neurosyntax #agora

در طی دو هفته گذشته در جلسات آگورا، تمرکزمون رو بر بررسی مباحث مربوط به Neural Manifold گذاشتیم.
در جلسه اول سعی کردیم کلیات رو بررسی کنیم و با ایده‌های اصلی آشنا بشیم و در جلسه دوم هم نمونه‌ای از کاربرد این رویکرد در بحث تصمیم‌گیری رو بررسی کردیم.

در ادامه این سری از آگورا، روز یکشنبه (۲۳ شهریور) ساعت ۱۷، مقاله دیگه‌ای رو ارائه خواهم داد که جنبه متفاوتی از کاربرد رویکرد Neural Manifold رو نشون میده:

Geometry of abstract learned knowledge in the hippocampus

در این مقاله خواهیم دید که چطور رویکرد Neural Manifold به ما در توصیف بازنمایی همزمان ویژگی‌های فیزیکی و انتزاعی در هیپوکمپ کمک خواهد کرد.
به علاوه بهانه‌ای خواهد بود برای آشنا شدن با یکی از مسیرهای پژوهشی مهم در نوروساینس، یعنی کارهای آقای David Tank

مثل همیشه در نظر داشته باشید که علی‌رغم وجود ارائه در این جلسه، محوریت اصلی با گفتگو خواهد بود و تا جای ممکن سعی میکنم کوتاه ارائه بدم.
بنابراین لطفاً در جلسه شرکت کنید و با مشارکت در گفتگوها به غنای جلسه کمک کنید.

#agora
@Neuro_Syntax

یادآوری: جلسه فردا (یکشنبه) ساعت ١٧ برگزار خواهد شد.
لینک جلسه رو چند دقیقه قبلش اینجا میذارم.

دوستان جلسه رو ساعت پنج و نیم آغاز میکنیم.

تا ساعت پنج و نیم که جلسه رو شروع کنیم این ویدیو رو ببینید:

https://youtu.be/QHj9uVmwA_0?si=1rWG-YCUJvH4E5-K

قراره به زودی یه ژورنال کلاب آنلاین درباره زیست‌شناسی نظری و حیات مصنوعی راه بندازیم.
جلساتش توی پلتفرم زوم برگزار میشه و برنامه جلسات رو اول هر ماه اعلام میکنیم.
دوستانی هم که علاقه مند به ارائه دادن در این ژورنال کلاب باشند می تونن هماهنگ کنن از چند هفته جلوتر که توی برنامه اعلام شده اول هر ماه قرار بگیره جلسه ارائه‌شون.

جلساتش رو احتمالا مشابه زمستان سال گذشته یکشنبه ها ساعت 18 میذاریم.

اگر برای حضور مداوم و فعال توی این جلسات پایه هستید یه اعلام حضور کنید ببینیم چند نفریم.

در ضمن بدیهی است که حضور در این جلسات برای همه آزاد و رایگانه.

@the_maze2022

مقاله بسیار جالبی که اخیراً در ساینس چاپ شده:

Visual objects refine head direction coding

با اینکه موش‌ها میتونن اشیا رو تا حد خوبی تشخیص بدن، اما در مسیر بینایی‌شون ناحیه‌ای برای این عملکرد پیدا نشده (مثل نواحی تمپورال نخستی‌ها). تو این پژوهش با استفاده از fUS نشون دادن که Postsubiculum به اشیا پاسخ میده و بعدش با الکتروفیزیولوژی متوجه شدن که پاسخ به اشیا داره به head-direction cells این ناحیه برای بهبود عملکردشون کمک میکنه!

باز هم نشون میده که با حذف پیشفرض‌ها درباره نواحی مختلف، میتونیم به عملکردشون در کارهایی که فکر نمیکردیم پی ببریم.

@Neuro_Syntax

درود بر همگی همراهان نوروسینتکس

در جلسه پیش رو قصد داشتم که مقاله مرتبط به هیپوکمپ رو ارائه بدم اما با پرسش های خوبی که در جلسات اخیر پرسیدید فکر کردم شاید لازم باشه کمی عمیق تر به فلسفه نگاه های متفاوت بررسی سیستم عصبی و رفتار بپردازیم. با توجه به سه جلسه اخیر آگورا، اگر پرسش هایی درباره رویکردهایی که بررسی میکنیم دارید در بخش کامنت های این پست بپرسید. پرسش های میتونن در هر سطحی باشن از متدی تا مفهومی. هدف از آگورا اندیشه انتقادی به رویکردهای علوم اعصاب هست. در نتیجه مطرح کردن پرسش های اساسی حتی اگر پاسخ هنوز مشخص نباشه بسیار کمک میکنه.

با توجه به پرسش هایی که در جلسه شد فکر میکنم برخی از مفاهیم زیر شاید نیاز به بررسی های بیشتر داشته باشه:

1- محاسبه (Computation) چیست و چه سیستم هایی محاسبه گر (Computer) هستن. (واژه محاسبه گر رو بجای رایانه/کامپیوتر بکار بردم که تصور ایجاد نشه منظور از محاسبه فقط کاری هست که کامپیوتر های جلوی روی ما انجام میدن. تئوری عمیق تر ریاضیاتی درباره ماهیت کامپیوتر وجود داره).

2 - محاسبه از طریق دینامیک پیوسته در سیستم های فیزیکی به چه معناست؟ Computation through dynamics
2-1 - آیا هر نوعی از دینامیک نشان دهنده محاسبات در اون سیستم هست؟
2-2 اگر پاسخ به پرسش قبلی نه هست، چه نوع دینامیکی نشان دهنده محاسبه است؟
(یک پرسش شاید کمی فلسفی تر و عمیق تر اینکه چطور میتونیم تشخص بشیم یک سیستم محاسبه گر هست یا نه - با توجه به تعریف محاسبه در پاسخ به پرسش نخست)

3- اگر باور داشته باشیم مغز یک سیستم محاسبه گر هست، نگاه های مداری (شرینگتنی) و یا دینامیک شبکه ای (هاپفیلدی) چطور مکانیزم محاسبات مغز رو توضیح میدن؟

4- منیفلد های نورونی چه مفهومی هستن؟ آیا اینها ویژگی های فیزیکی از سیستم هست یا یک ساختار ریاضی برای فهم بهتر دینامیک و محاسبات سیستم؟

5- بدست آوردن و بررسی ویژگی های منیفلد نورونی چه کمکی به توضیح مکانیزم محاسبات مغزی و یا دریافت ماهیت محاسبات میکنن؟

6- چطور باید مشخص کنیم آیا دینامیک سیستم عصبی واقعا روی یک منیفلد حرکت میکند یا نه؟

7- با توجه به اینکه با یک سیستم با ابعاد بسیار بالا طرف هستیم و دسترسی به حقیقت عینی (Ground Truth) نداریم، چطور منیفلد سیستم را محاسبه میکنیم؟

8- آیا نگاه مداری که تکیه بر شناسایی ساختار سیستم عصبی (ورودی ها، خروجی و تابع تبدیل) دارد، غیر قابل جمع شدن با نگاه شبکه ای هاپفیلدی است که بیشتر بر دینامیک حاصل از مجموعه بزرگی از نورون ها تمرکز دارد؟

9- با توجه به اینکه مغز مانند سایر سیستم های پیچیده در سطوح مختلف زمانی-مکانی دینامیک های بسیار گوناگونی از خود نشان میدهند، آیا نگاه هاپفیلدی و یا نگاه مداری کمکی به فهم این سطوح میکند؟


اگر پرسش های مرتبط یا دیگری دارید حتما زیر این پست بنویسید تا بر مبنای اونها بحث جلسه آینده رو مشخص کنیم.


#neurosyntax #agora

شواهد برای تصمیم گیری چگونه درهیپوکمپ مغز پردازش میشود؟

در این نشست آگورا به بررسی مکانیزم‌های نورونی هیپوکمپ در پردازش همزمان اطلاعات مکانی و شواهد تصمیم‌گیری می‌پردازیم.

پرسش‌های اصلی:

آیا هیپوکمپ فقط در پردازش اطلاعات مکانی نقش دارد یا در پردازش مفاهیم انتزاعی‌تر مانند شواهد لازم برای تصمیم‌گیری هم دخالت می‌کند؟

مکانیزم‌های نورونی این پردازش همزمان چیست؟

برای پاسخ به این پرسش‌ها، در مقاله مورد بحث از رویکردهای تحلیل تک‌نورونی و جمعیت نورونی استفاده شده است. همچنین در جلسه با یکی از متدهای نوین مدل‌سازی جمعیت نورونی (MIND) آشنا می‌شویم و توضیح می‌دهیم چرا این متد مبتنی بر اطلاعات زمانی سیگنال‌های مغزی، در مقایسه با رویکردهای دیگر اهمیت دارد.

کانال تلگرام نوروسینتکس:

https://news.1rj.ru/str/Neuro_Syntax

درود بر همراهان نوروسینتکس

برای هفته پیش رو تصمیم گرفتم شنبه و یکشنبه کارگاه‌هایی برگزار کنیم تا کمی عمیق‌تر درباره مطالعه مغز (به‌ویژه در گستره علوم اعصاب سیستمی) بحث کنیم. موضوعات مورد گفت‌وگو:

1. مدل‌ها و توضیح مغز
مدل‌های گوناگونی برای فهم عملکرد مغز پیشنهاد شده‌اند: مبتنی بر ساختار، محاسبات، دینامیک و ... پرسش اصلی این است: آیا هرکدام از این‌ها به‌تنهایی کافی‌اند؟ اصلاً «توضیح» یعنی چه؟ اگر بخواهیم مکانیزم‌های نورونی حافظه (یا توجه، تصمیم‌گیری و …) را توضیح دهیم، باید به چه نوع پاسخی برسیم تا بگوییم توضیح ما کافی است؟

2. بازی اول
فرض کنید قرار است عملکرد یک ناحیه ناشناخته از مغز یک جانور را کشف کنیم. اما بر خلاف رویکردهای معمول، اجازه نداریم به صورت مستقیم همبستگی فعالیت این ناحیه را با رفتار یا محرک‌های خارجی محاسبه کنیم. در عوض، دسترسی کامل به ثبت دقیق از همه نورون‌ها، ساختار آناتومیکی و حتی مولکولی آن داریم. آیا تنها با داده‌های ساختاری و دینامیکی می‌توانیم عملکرد شناختی/رفتاری این ناحیه را حدس بزنیم؟

3. بازی دوم
رفتار مشخصی مثل فرار در یک ماهی ( یا انتخاب هدف بینایی ) را بررسی می‌کنیم. با انواع مدل‌های ممکن سعی می‌کنیم ارتباط بین ساختار و عملکرد نورونی با این رفتار را توضیح دهیم. پرسش کلیدی این است: آیا یک لایه توضیح (مثلاً فقط دینامیک یا فقط ساختار) کافی است؟ هر مدل چه نقص ها و مزایایی دارد؟

4. نقش دینامیک سیستم‌ها
بررسی می‌کنیم چطور شناخت دینامیک سیستم می‌تواند دامنه‌ی فرضیات ما درباره محاسبات آن را محدودتر و دقیق‌تر کند حتی بدون ایجاد همبستگی مستقیم به رفتار (نوعی Unsupervised Discovery)

5. منیفلد نورونی
رابطه‌ی رویکرد منیفلد نورونی با پرسش‌های بالا را هم مرور خواهیم کرد.

از شما میخوام به این پرسش‌ها فکر کنید و با سوالات بیشتر یا پاسخ‌ وارد جلسه بشید. قطعاً بعد از این بحث‌ها پرسش‌های تازه‌ای هم به وجود خواهد آمد، اما همین مسیر فرصتی برای تفکر نقادانه درباره رویکردهای امروز علوم زیستی (به‌ویژه علوم اعصاب) خواهد بود.


جلسه شنبه و یکشنبه ساعت پنج آغاز خواهد شد و هر جلسه ممکن است بین دو تا سه ساعت باشد.

در جلسات شنبه و یکشنبه، مجموعه ای از مباحث فلسفی رو مطرح خواهم کرد و بحث میکنیم که چطور تعریف ما از مسائلی مانند علیت، انواع ساختار های علی، توضیح و فهمیدن، در بررسی سیستم ها اثر میذاره. بخصوص درباره علوم اعصاب بحث میکنیم نگاه های گوناگون چطور ممکنه ما رو به نتایج مختلف سوق بده. پیشنهاد میکنم شرکت کنید.

جلسه ساعت پنج بعد از ظهر آغاز خواهد شد. لینک زوم شرکت در جلسه دقایقی پیش از جلسه در همین کانال ارسال میشود. برای ورود به جلسه ممکن است نیاز به وی پی ان داشته باشید ولی بعد از ورود میتوانید وی پی ان را خاموش کنید.