RI: Small: Generation and modulation of variability in trial and error learning

RI:小:试错学习中变异性的生成和调节

基本信息

  • 批准号:
    1421245
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-09-01 至 2018-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Reinforcement learning is a powerful learning strategy in which random perturbations are made to an output and changes that lead to more successful outputs are reinforced. Animals learn to perform highly skilled tasks by trial and error, but how biological neural networks generate variability from trial to trial is not known. An ideal model for examining this relationship between variability and learning can be found in song learning by birds. Birds learn their songs by trial and error, and are able to adjust their songs into adulthood. In addition, the basic neural architecture of the learning circuit has been mapped out; some effects of behavioral context on variability are also known. How variability is generated, and how it is controlled, can thus be studied mechanistically.This project will study two candidate mechanisms for the generation and control of variability: chaotic dynamics in a cortex-like area, and dynamical modulation of synchrony in a basal ganglia circuit. While generic neural networks are chaotic, this project will explore how such dynamics are modified in a cortical network of biophysically plausible neurons with structured connectivity based on the known topography of the learning circuit. Furthermore, the birdsong cortical area receives inputs generated by basal ganglia. How might this input influence the variability of the output? It is proposed that the ability of activity in basal ganglia to affect cortex may depend on the synchrony of basal ganglia outputs. The studies will be constrained by experimental data from these candidate areas through collaborations with two laboratories. The work will contribute to a general understanding of variability in biological learning, and may suggest strategies for structuring noisy input during motor learning that can lead to efficient outcomes for robotics applications. Further, Dr Fairhall is developing materials for broad outreach programs that include a Massive Online Open Course to introduce concepts in computational neuroscience to a very diverse audience, and a workshop for middle school girls interested in mathematics applied to the life sciences.
强化学习是一种强大的学习策略,其中对输出进行随机扰动,并加强导致更成功输出的变化。动物通过反复试验来学习执行高技能任务,但生物神经网络如何在一次又一次试验中产生可变性尚不清楚。在鸟类的鸣叫学习中可以找到一个理想的模型来研究这种变化和学习之间的关系。鸟类通过反复试验来学习它们的歌声,并且能够在成年后调整它们的歌声。此外,还绘制了学习回路的基本神经结构;行为环境对变异性的一些影响也是已知的。因此,可变性是如何产生的,以及它是如何被控制的,可以从机械上进行研究。该项目将研究两种可变性产生和控制的候选机制:类皮层区域的混沌动力学和基底节区电路同步的动态调制。虽然一般的神经网络是混沌的,但该项目将探索如何在生物物理上合理的神经元皮质网络中修改这种动态,这些神经元具有基于已知学习电路地形的结构化连接。此外,鸟鸣皮质区接受基底神经节产生的输入。这种输入如何影响输出的可变性?有人提出,基底神经节活动影响皮层的能力可能取决于基底神经节输出的同步性。通过与两个实验室合作,这些研究将受到来自这些候选领域的实验数据的限制。这项工作将有助于对生物学习变异性的一般理解,并可能提出在运动学习过程中构建噪声输入的策略,从而为机器人应用带来有效的结果。此外,费尔霍尔博士正在为广泛的推广项目开发材料,其中包括一个大型在线开放课程,向非常多样化的受众介绍计算神经科学的概念,以及一个为对数学应用于生命科学感兴趣的中学女生举办的研讨会。

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 }}

Adrienne Fairhall其他文献

Archaeology of type
类型考古学
  • DOI:
    10.1038/35082698
  • 发表时间:
    2001-06-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Blaise Agüera y Arcas;Adrienne Fairhall
  • 通讯作者:
    Adrienne Fairhall
The Biophysics of Neural Computation
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2008.12.2867
  • 发表时间:
    2009-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Adrienne Fairhall
  • 通讯作者:
    Adrienne Fairhall

Adrienne Fairhall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('Adrienne Fairhall', 18)}}的其他基金

AccelNet: International network for brain-inspired computation
AccelNet:国际类脑计算网络
  • 批准号:
    2019976
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Workshop: US-Spain International Collaborative Research in Computational Neuroscience
NSF 研讨会:美国-西班牙计算神经科学国际合作研究
  • 批准号:
    1829505
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRCNS Research Project: Solving the neural code of Hydra
CRCNS 研究项目:破解 Hydra 的神经密码
  • 批准号:
    1822550
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Context-dependent neural coding
上下文相关的神经编码
  • 批准号:
    0928251
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

SaTC: CORE: Small: An evaluation framework and methodology to streamline Hardware Performance Counters as the next-generation malware detection system
SaTC:核心:小型:简化硬件性能计数器作为下一代恶意软件检测系统的评估框架和方法
  • 批准号:
    2327427
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: NeTS: Small: Digital Network Twins: Mapping Next Generation Wireless into Digital Reality
合作研究:NeTS:小型:数字网络双胞胎:将下一代无线映射到数字现实
  • 批准号:
    2312138
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NeTS: Small: Digital Network Twins: Mapping Next Generation Wireless into Digital Reality
合作研究:NeTS:小型:数字网络双胞胎:将下一代无线映射到数字现实
  • 批准号:
    2312139
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GWMODELS. Next-generation models of gravitational-wave sources: harnessing the small-mass-ratio limit
GW模型。
  • 批准号:
    EP/Y008251/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Research Grant
CC* Integration-Small: Integrating Application Agnostic Learning with FABRIC for Enabling Realistic High-Fidelity Traffic Generation and Modeling
CC* Integration-Small:将应用程序无关学习与 FABRIC 集成,以实现现实的高保真流量生成和建模
  • 批准号:
    2419070
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CyberTraining: Implementation: Small: Train the Trainers as Next Generation Leaders in Data Science for Cybersecurity for Underrepresented Communities
协作研究:网络培训:实施:小型:将培训师培训为代表性不足社区网络安全数据科学的下一代领导者
  • 批准号:
    2321111
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CyberTraining: Implementation: Small: Train the Trainers as Next Generation Leaders in Data Science for Cybersecurity for Underrepresented Communities
协作研究:网络培训:实施:小型:将培训师培训为代表性不足社区网络安全数据科学的下一代领导者
  • 批准号:
    2321112
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CyberTraining: Implementation: Small: Train the Trainers as Next Generation Leaders in Data Science for Cybersecurity for Underrepresented Communities
协作研究:网络培训:实施:小型:将培训师培训为代表性不足社区网络安全数据科学的下一代领导者
  • 批准号:
    2321110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Scalable and Extensible I/O Runtime and Tools for Next Generation Adaptive Data Layouts
协作研究:SHF:小型:可扩展和可扩展的 I/O 运行时以及下一代自适应数据布局的工具
  • 批准号:
    2401274
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Automated Unit Test Generation using Large Language Models
SHF:小型:使用大型语言模型自动生成单元测试
  • 批准号:
    2307742
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了