modularmodelsofbrainfunction关于神经计算模型论文

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1、Scholarpedia小组的一项新成果原文参见http://www.scholarpedia.org/article/Modular_models_of_brain_function优秀的文章,编辑,和策展人仍在时,该网站被重新设计修改过,您可以找出一些变化,看到(和修改)一些常见问题,或访问onlinechat.网上聊天讨论。我们对这种学术贡献表示欢迎。脑功能的模块化模型负责人和贡献者1.00MichaelAArbib0.33-罗伯特P.奥谢0.33-尤金M·Izhikevich本杰明布朗纳马克奥利弗Gewaltig托比亚斯Denninger阿尔弗雷多Weitzenf

2、eld译:伍三威脑功能的模块化模型有助于对一个复杂的系统分解成结构模块(例如:大脑区域,层列)或功能模块(模式),并探索对立与合作的形式,产生整体功能的模式的形式的认识。目录1结构和功能模块2建模与实验的一体化3建模模块的三个方面3.1大脑结构模块3.2架构模块3.3接口模块3.4NSL:模块化脑模型系统4脑功能运作数据库BODB5参考文献6外部链接7参见结构和功能模块很多神经计算科学,着重于单一的神经元和小电路的性质。然而,认知神经科学的计算方法(例如,知觉,动作和互动语言)必须处理分布在多个大脑区域的不同功能。有人认为,模块化的方法建模需要建立认知模型并以此为基础来进

3、一步发展模型。一个复杂的系统可以被分解成一组相互作用的子系统来分析。只要我们能够理解每一个独立的系统的输入和输出之间的关系,并得到他们之间合适的输入和输出的关系以及子系统之间的相互作用而不必进一步分析子系统内部变量的各种关系,这种分解就能成功。这种分解在子系统可以映射到体现整个系统的物理结构的子结构的范围内是结构性的。十九世纪神经学家的工作使我们认为大脑中的大量相互作用的每个区域都有更多或更少的特定的功能。这种本地化的分权现象被十九世纪能够在细胞结构的基础上细分大脑皮层的解剖学家的工作加强证实了。正是在这同时,神经解剖学家拉蒙Ÿ卡哈尔(RamonyŸCajal)的发现和神

4、经生理学家谢灵顿共同作用下建立了神经元学说。大脑理论家现在的争论点,在于描绘一个,解剖学上所定义为大脑区域的相当大的实体,或这些非常小的、大量的神经细胞的相互作用的各种复杂的功能。这导致许多神经科学家寻找在规模和大脑区域与神经元之间的复杂性,用以在分析神经结构怎样产生不同功能时起垫脚石的作用。一个早期的例子是Scheibels的建议(Scheibel&Scheibel1958),网状结构可以被近似为一摞每个装有大量神经元接受大致相同的输入和向外界提供大致相同的输出的筹码。这种网状结构的模块化分解为基尔默和麦卡洛克模型(theKilmerandMcCullochmodel)

5、,RETIC(Kilmer,McCulloch,&Blum1969)模型提供了基础。皮茨麦卡洛克(Pitts&McCulloch1947)的理论思想结合了Lettvin(Lettvin,Maturana,McCulloch,&Pitts1959)实证青蛙视觉系统的经验性观察和相互作用的“横向”层次的神经元的大脑的模型部分的建议。研究体感皮层的鲍威尔&蒙卡斯尔(Powell&Mountcastle1959)和研究视觉皮层的胡贝尔&威塞尔(Powell&Mountcastle1959)建立了大脑皮层细胞总体“纵向”层次分布(a“vertical”aggregateofcell

6、s)的概念,并且致力于研究共同的投入以提供一套定义明确、界限清楚的输出。建模的集成与实验有了这个,在神经科学作为结构实体(Mountcastle1997)的范围内就可以很好地建立一个“模块”的概念。然而,关于一个功能实体的一个模块,这里有一个互补的概念。对神经科学的分析往往专注于一个电路或大脑区域,并鼓吹其可以执行一些特定功能的函数X,另一个极端是“整体论”的电路,它强调,X可能涉及整合的各个领域动态活动的大脑。整体论可能是正确的,但似乎对了解没有明确指导作用。“模块化模式”的做法是一种折衷处理。任何“模式”或X的运行涉及许多神经回路的合作计算。一个调查文献称,可以专注于

7、可得到准确数据的少数几个地区的建模使X函数的运作表现与神经活动相关。随着时间的推移,无论是否进行新的模型分析,去增加某些大脑区域描述的尺度,还是扩展模型以包括对更多的大脑区域的描述,该模型都会从X模型数据中洞察到越来越多的东西(其中一些可能是被该模型预测到的新的数据的集合)。其他挑战来自去整合为了解释不同的功能而开发的X,Y和Z等单独的函数模型,来推导出一个能够满足所有这些模型的功能的大脑区域相互作用的模型。随着我们更充分地了解特定的大脑区域在特定的功能服务的角色,我们可以去建立更广泛的模型。但是,如果我们尝试建立“一劳永逸地

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1、Scholarpedia小组的一项新成果原文参见http://www.scholarpedia.org/article/Modular_models_of_brain_function优秀的文章,编辑,和策展人仍在时,该网站被重新设计修改过,您可以找出一些变化,看到(和修改)一些常见问题,或访问onlinechat.网上聊天讨论。我们对这种学术贡献表示欢迎。脑功能的模块化模型负责人和贡献者1.00MichaelAArbib0.33-罗伯特P.奥谢0.33-尤金M·Izhikevich本杰明布朗纳马克奥利弗Gewaltig托比亚斯Denninger阿尔弗雷多Weitzenf

2、eld译:伍三威脑功能的模块化模型有助于对一个复杂的系统分解成结构模块(例如:大脑区域,层列)或功能模块(模式),并探索对立与合作的形式,产生整体功能的模式的形式的认识。目录1结构和功能模块2建模与实验的一体化3建模模块的三个方面3.1大脑结构模块3.2架构模块3.3接口模块3.4NSL:模块化脑模型系统4脑功能运作数据库BODB5参考文献6外部链接7参见结构和功能模块很多神经计算科学,着重于单一的神经元和小电路的性质。然而,认知神经科学的计算方法(例如,知觉,动作和互动语言)必须处理分布在多个大脑区域的不同功能。有人认为,模块化的方法建模需要建立认知模型并以此为基础来进

3、一步发展模型。一个复杂的系统可以被分解成一组相互作用的子系统来分析。只要我们能够理解每一个独立的系统的输入和输出之间的关系,并得到他们之间合适的输入和输出的关系以及子系统之间的相互作用而不必进一步分析子系统内部变量的各种关系,这种分解就能成功。这种分解在子系统可以映射到体现整个系统的物理结构的子结构的范围内是结构性的。十九世纪神经学家的工作使我们认为大脑中的大量相互作用的每个区域都有更多或更少的特定的功能。这种本地化的分权现象被十九世纪能够在细胞结构的基础上细分大脑皮层的解剖学家的工作加强证实了。正是在这同时,神经解剖学家拉蒙Ÿ卡哈尔(RamonyŸCajal)的发现和神

4、经生理学家谢灵顿共同作用下建立了神经元学说。大脑理论家现在的争论点,在于描绘一个,解剖学上所定义为大脑区域的相当大的实体,或这些非常小的、大量的神经细胞的相互作用的各种复杂的功能。这导致许多神经科学家寻找在规模和大脑区域与神经元之间的复杂性,用以在分析神经结构怎样产生不同功能时起垫脚石的作用。一个早期的例子是Scheibels的建议(Scheibel&Scheibel1958),网状结构可以被近似为一摞每个装有大量神经元接受大致相同的输入和向外界提供大致相同的输出的筹码。这种网状结构的模块化分解为基尔默和麦卡洛克模型(theKilmerandMcCullochmodel)

5、,RETIC(Kilmer,McCulloch,&Blum1969)模型提供了基础。皮茨麦卡洛克(Pitts&McCulloch1947)的理论思想结合了Lettvin(Lettvin,Maturana,McCulloch,&Pitts1959)实证青蛙视觉系统的经验性观察和相互作用的“横向”层次的神经元的大脑的模型部分的建议。研究体感皮层的鲍威尔&蒙卡斯尔(Powell&Mountcastle1959)和研究视觉皮层的胡贝尔&威塞尔(Powell&Mountcastle1959)建立了大脑皮层细胞总体“纵向”层次分布(a“vertical”aggregateofcell

6、s)的概念,并且致力于研究共同的投入以提供一套定义明确、界限清楚的输出。建模的集成与实验有了这个,在神经科学作为结构实体(Mountcastle1997)的范围内就可以很好地建立一个“模块”的概念。然而,关于一个功能实体的一个模块,这里有一个互补的概念。对神经科学的分析往往专注于一个电路或大脑区域,并鼓吹其可以执行一些特定功能的函数X,另一个极端是“整体论”的电路,它强调,X可能涉及整合的各个领域动态活动的大脑。整体论可能是正确的,但似乎对了解没有明确指导作用。“模块化模式”的做法是一种折衷处理。任何“模式”或X的运行涉及许多神经回路的合作计算。一个调查文献称,可以专注于

7、可得到准确数据的少数几个地区的建模使X函数的运作表现与神经活动相关。随着时间的推移,无论是否进行新的模型分析,去增加某些大脑区域描述的尺度,还是扩展模型以包括对更多的大脑区域的描述,该模型都会从X模型数据中洞察到越来越多的东西(其中一些可能是被该模型预测到的新的数据的集合)。其他挑战来自去整合为了解释不同的功能而开发的X,Y和Z等单独的函数模型,来推导出一个能够满足所有这些模型的功能的大脑区域相互作用的模型。随着我们更充分地了解特定的大脑区域在特定的功能服务的角色,我们可以去建立更广泛的模型。但是,如果我们尝试建立“一劳永逸地

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