前沿综述:神经回路中的兴奋-抑制平衡、临界性与神经活动
引言
哺乳动物的大脑由大量神经元组成,其神经活动表现出复杂和多层次的动态特征。在神经元层面,随机耦合的兴奋神经元和抑制神经元组成的神经回路在兴奋和抑制之间保持平衡(兴奋-抑制平衡);而集体神经活动则表现为具有无标度特征的神经雪崩(可通过神经临界性解释)。2024年1月发表于 The Neuroscientist 的最新综述文章深入研究了大脑中的兴奋-抑制平衡和神经临界性,发现了神经网络在静默和振荡状态之间的微妙转换,并揭示了这种平衡如何使大脑保持灵活性和稳定性,响应这个不断变化的世界。
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- 19小时前
大脑精细模拟:重塑NeuroAI范式丨计算神经科学读书会·周四直播
导语
前沿的实验进展表明,由于大脑不同类型神经元的复杂树突结构和离子通道,单个神经元具有与5-8层深度学习网络相媲美的非凡计算能力。大脑精细模拟(Biophysically detailed simulation)是唯一能够捕捉到树突结构、离子通道和突触复杂性的数学方法。然而,高计算成本严重限制了其在神经科学和人工智能领域的应用。本次读书会将从树突计算研究的历史概述开始,阐明导致大脑精细模拟的理论基础,探究树突计算的当代理论研究及其在人工智能中的潜在应用,介绍基于GPU的模拟框架的最新进展。
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- 2024-03-26
时序时空大模型读书会启动:大模型开启时序时空数据挖掘新视角
导语
现代生活产生了大量的时序数据和时空数据,分析这些数据对于深入理解现实世界系统的复杂性和演化规律至关重要。近期,受到大语言模型(LLM)在通用智能领域的启发,”大模型+时序/时空数据”这个新方向迸发出了许多相关进展。当前的LLM有潜力彻底改变时空数据挖掘方式,从而促进城市、交通、遥感等典型复杂系统的决策高效制定,并朝着更普遍的时空分析智能形式迈进。
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- 2024-03-26
Nat. Commun. 前沿:数据驱动的复杂系统高阶结构推断与动力学预测
导语
近日,复旦大学林伟教授、朱群喜博士研究团队提出了一种基于格兰杰因果和储备池计算的轻量化机器学习框架,旨在高效且稳健地揭示系统高阶相互作用,并利用这些高阶结构信息进行精准动力学预测。这一研究成果以“Higher-order Granger reservoir computing: Simultaneously achieving scalable complex structures inference and accurate dynamics prediction”为题,在《自然·通讯》杂志上发表。
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- 2024-03-26
梅拉妮·米歇尔Science刊文:“通用人工智能”本质之辩
导语
“通用人工智能”(AGI)近两年受到了广泛关注和热议。近期圣塔菲研究所学者、波特兰州立大学计算机科学教授 Melanie Mitchell 在Science 杂志上发表 Expert Voices 文章“Debates on the nature of artificial general intelligence”,再一次把问题导向了对智能的定义问题。这篇文章包含了许多反思,反映了当前大部分人对AGI的认识,然而其中也有许多观点有待商榷。
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- 2024-03-25
Nat. Commun.前沿:数据驱动的复杂系统预测
导语
近日,成都理工大学管理科学学院伍涛研究员,与中国地质大学(北京)经济管理学院安海忠教授、高湘昀教授、北京化工大学经济管理学院安峰副教授、美国伦斯勒理工大学高建喜副教授以及德国洪堡大学Jürgen Kurths教授等合作者,在《自然·通讯》杂志上发表题为《Predicting multiple observations in complex systems through low-dimensional embeddings》的研究论文,提出了一套基于流形嵌入理论和延迟嵌入理论的预测模型,实现对复杂系统内所有变量提前多期的预测。
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- 2024-03-25
“控制”并非控制论最初的愿景——关于控制论核心知识的历史引入
导语
以通信、控制和统计力学为中心的一系列问题在本质上具有统一性,无论是在机器中还是在生命组织中……我们决定用控制论来称谓控制和通信理论的整个领域,既在机器中又在动物中,这个词构成来自希腊语κυβερνήτης,即「掌舵人」。
——Norbert Wiener, Cybernetics, 1948, P11
对复杂动态系统的定量认识与科学调控,系统学与控制论是关键基础。
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- 2024-03-24
百科:自适应控制概述|《系统与控制百科全书》
摘要
自适应控制描述了一系列技术,通过使用测量信号来改变控制行为,在不确定性条件下实现高控制性能。自适应控制的理论和实践在许多领域已经成熟。本文是《系统与控制百科全书》(Encyclopedia of Systems and Control)的“自适应控制”条目,提供了自适应控制的概述。
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- 2024-03-24
欢迎报名!2024片上脑机接口国际会议第二轮通知
片上脑机接口作为脑机接口领域的一个重要新兴分支,旨在利用编解码技术,通过耦合电极芯片,实现体外培养“大脑”与外部机器的信息交互和智能控制,有望推动生物与信息融合、大脑机制解析、混合智能等未来科技领域的革新。为促进片上脑机接口领域的发展,“2024片上脑机接口国际会议”将于4月19-21日在天津举办。大会围绕类脑计算、医疗康复等领域,聚焦脑类器官构建、神经电极开发、智能无人控制、智能生物眼等前沿生物与信息技术,搭建片上脑机接口领域的高水平交流平台。
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- 2024-03-23
大脑如何为世界建模?从无监督学习到预测加工|《预测算法》
导语
由“万物解释者”、伦敦大学学院教授卡尔·弗里斯顿(Karl Friston) 基于著名的“自由能原理”(Free Eneray Principle)搭建的预测加工框架,旨在为认知神经科学、认知心理学、认知机器人学,或一切无法绕开认识论前提的实证科学分支提供心智现象的通用机制。哲学家与认知科学家安迪・克拉克(Andy Clark) 将这套雄心勃勃的框架与富有说服力的具身认知相关见解结合起来,试图为心智现象描绘一套真正意义上的 “大一统理论”。《预测算法:具身智能如何应对不确定性》这部开创性的著作或许将一举终结身体与心灵的亘古之谜。
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- 2024-03-23