Attractors and Criticality in Cortical Slice Cultures

皮质切片培养中的吸引子和临界性

基本信息

  • 批准号:
    0343636
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 34.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-10-01 至 2008-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The physical sciences have had great success in describing how complex phenomena can emerge from the collective interactions of many similar units. Waves, synchrony, phase transitions, and self-organization are all examples of this. Although the brain is tremendously complex, it is composed of many units, neurons, which appear to be similar. This resemblance has led many researchers to borrow concepts from physics in an effort to explain neural function. Simulations indicate that stable states can be used to store information, and that the critical point maximizes both information transmission and information storage. While this body of theory has prospered, experiments to test it have been few. New advances in technology have allowed thousands of interconnected neurons to be grown in culture on microfabricated arrays of many electrodes. These cultured brain slices can be kept alive for weeks while their spontaneous electrical activity is recorded. The large data sets produced by these experiments allow many of the hypotheses inspired by statistical physics to be examined in real neural tissue. A series of experiments to test hypotheses about stable states and the critical point are proposed to advance this research. The data from these experiments will be used to construct complementary network simulations that should to lead to further testable predictions. Knowledge gained from these experiments is expected to advance the understanding of computational principles used by networks of living neurons and to be useful in designing synthetic devices that exploit these principles. These studies are expected to have broader impact in two areas. First, analysis tools developed for these culture experiments are expected to be applicable to data from whole behaving animals as well. Second, this research will contribute to training interdisciplinary scientists who are expected to be valuable in interpreting the deluge of neural data that will certainly come as recording technology and computer capacity continue to improve.
物理科学在描述了许多类似单位的集体互动中如何出现复杂现象在描述如何出现复杂的现象方面取得了巨大成功。波浪,同步,相变和自组织都是这样的例子。尽管大脑非常复杂,但它由许多单位,神经元组成,这些神经元似乎相似。这种相似之处使许多研究人员从物理学中借用概念,以解释神经功能。模拟表明稳定状态可用于存储信息,并且关键点可以最大化信息传输和信息存储。尽管这种理论繁荣了,但测试的实验很少。技术的新进步使数千个相互连接的神经元可以在许多电极的微生物阵列中生长。这些培养的​​大脑切片可以存活数周,同时记录它们的自发性电活动。这些实验产生的大数据集允许在实际神经组织中检查受统计物理学启发的许多假设。提出了一系列测试有关稳定状态和临界点的假设的实验,以推进这项研究。这些实验的数据将用于构建互补的网络模拟,以导致进一步的可测试预测。 从这些实验中获得的知识有望提高对活神经元网络使用的计算原理的理解,并有助于设计利用这些原理的合成设备。预计这些研究将在两个领域产生更大的影响。首先,预计为这些文化实验开发的分析工具也适用于整个行为动物的数据。其次,这项研究将有助于培训跨学科的科学家,他们有望在解释造成的神经数据中有价值,这些神经数据肯定会随着记录技术和计算机的能力不断改善而产生。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

John Beggs其他文献

John Beggs的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('John Beggs', 18)}}的其他基金

RI: Medium: An Analysis of the Consequences of Cortical Structure on Computation
RI:中:皮质结构对计算的影响分析
  • 批准号:
    1513779
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
MRI: Acquisition of a High-Density Microelectrode Array for Recording and Stimulating Hundreds of Neurons
MRI:获取用于记录和刺激数百个神经元的高密度微电极阵列
  • 批准号:
    1429500
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Testing the Criticality Hypothesis in Local Cortical Circuits
测试局部皮质回路的临界假设
  • 批准号:
    1058291
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Causal Connectivity and Computations in Hundreds of Neurons in Cortex
合作研究:皮层数百个神经元的因果连接和计算
  • 批准号:
    0904912
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Social Networks and Displacement After Hurricane Katrina
卡特里娜飓风后的社交网络和流离失所
  • 批准号:
    0553702
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Discovery Learning with Case Studies for Undergraduates Electromagnetics
本科生电磁学案例研究的发现学习
  • 批准号:
    9850896
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

高等教育如何影响大学生批判性思维能力发展——基于全国本科院校调查与测评的实证研究
  • 批准号:
    72174081
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
本科生批判性思维课程有效性及其实现机制:基于准自然实验的追踪研究
  • 批准号:
    71904054
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    19.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
突破性技术创新的形成机理: 基于认知视角的多层次纵向研究
  • 批准号:
    71872096
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    48.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
让建言更多含金量:员工建言质量的内涵、测量与前因机制研究
  • 批准号:
    71802008
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
批判性思维对中国人创新观念与行为的影响
  • 批准号:
    31671159
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

大学生の議論において心理的安全性と建設的批判力を相互に向上させる学習環境の開発
营造一个在大学生讨论中相互提高心理安全性和建设性批判性的学习环境
  • 批准号:
    24K00447
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Young People, Criticality and Figurative Language
年轻人、批判性和比喻语言
  • 批准号:
    AH/Z505821/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Unconventional superconductivity and disordered criticality in two dimensions
职业:非常规超导性和二维无序临界性
  • 批准号:
    2341066
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
批判的なウェブ情報探索を活性化させる情報インタラクション
激活关键网络信息探索的信息交互
  • 批准号:
    23K21725
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Random-field effects in spin models: Supersymmetry, criticality, and universality
自旋模型中的随机场效应:超对称性、临界性和普遍性
  • 批准号:
    EP/X026116/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.68万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了