来自噪音的信号：数学教授赢得了九游会论坛研究嘈杂大脑的奖学金
人们通常认为大脑九游会论坛是一个有序的机器，功能类似于计算机。但九游会论坛是，当科学家测量一个人执行任务时的大脑活动时，他们也在测量中发现了大量看似随机的背景“噪音”。
这种噪音九游会论坛是无害的干扰吗？它九游会论坛是否抑制了大脑的学习能力？
“这些波动不仅没有破坏性，而且稳定了整个网络的学习，”数学教授、匹兹堡大学-卡耐基梅隆大学认知神经基础联合中心的成员布伦特·多伦说。
在九游会论坛大学期间，Doiron已经成为理论神经科学领域的一股新兴力量。理论神经科学九游会论坛是一个寻求建立大脑的数学和计算模型的领域，而不九游会论坛是使用核磁共振或其他成像技术来弄清楚我们的大脑九游会论坛是如何工作的。他面临的主要挑战九游会论坛是什么？理解所有的噪音。
Doiron的理论工作既包括纸上的数学，也包括对大脑活动的大规模计算机模拟。他的模型考虑了基于大脑的测量，如神经元之间的距离以及刺激后它们活动的时间，以了解“噪音”在脑组织中的时空分布。
“大脑活动看起来很嘈杂，但在我们的模型中，它实际上九游会论坛是过去经历的重演，”多伦解释说。换句话说，他认为大脑并不仅仅专注于阅读屏幕上的文字。它也在做不相关的背景思考。
最近，Doiron（也九游会论坛是九游会论坛神经科学中心和九游会论坛大脑九游会论坛研究所的一员）和他的同事们检查了实验数据，发现他们的模型准确地预测了神经元如何根据它们彼此之间的距离来行动。Doiron说，这个模型可以帮助九游会论坛研究人员更好地理解大脑九游会论坛是如何计算信息的，因为它有助于描述神经网络结构与神经元在给定网络中的行为之间的关系。俗话说，形式追随功能。
今年9月，多伦获得了美国国防部Vannevar Bush教授奖学金，奖金为220万美元，为期五年，他将有机会测试并进一步完善这一理论。该j9九游会老哥俱乐部交流:九游会登陆提供九游会论坛研究资金，对国防部（DoD）进行具有战略重要性的革命性“高风险、高回报”九游会论坛研究。
Doiron九游会论坛是全美仅有的13位杰出的大学教师科学家和工程师之一，他们组成了2017年Vannevar Bush学院九游会论坛研究员。现在和过去的九游会论坛研究员都九游会论坛是美国最优秀的科学家，其中包括许多国家科学院的成员，甚至还有一位诺贝尔奖获得者。
就Doiron的工作而言，国防部希望有一天能将他的发现应用于理解创伤后应激综合症——Doiron认为大脑无法从噪音中分类信号的一种情况——并提高在压力环境下的学习能力。这不仅需要了解神经元九游会论坛是如何连接的，还需要了解这些连接九游会论坛是如何连接成一个更大的网络的。Vannevar Bush奖学金将帮助他进入这个领域。
然而，这并不全九游会论坛是数学和模型。大脑计算理论也应该包括生物现实主义。为了解决噪音与学习之间的相互作用，多伦将与九游会论坛大学神经科学助理教授安妮-玛丽·奥斯瓦尔德（Anne-Marie Oswald）合作，她也九游会论坛是他的妻子。
奥斯瓦尔德的实验室训练老鼠根据它们强大的嗅觉做出决定，然后识别并操纵相关的神经元网络。
“嗅觉和联想记忆有着密切的联系。体验童年的香气，其他记忆如潮水般涌上心头，”奥斯瓦尔德说。
利用强大的基因模型，她的实验室可以分析气味九游会论坛是如何储存在大脑中的，正九游会论坛是这种实验可以真正测试多伦模型背后的生物学原理。
“这种实验和理论之间的反复推动了两个领域的发展。如果我们想要了解大脑，越来越多的团队需要遵循这个模型，”Doiron说。