The encoding of uncertainty in the Drosophila compass system

果蝇罗盘系统中不确定性的编码

基本信息

  • 批准号:
    10298651
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 76.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-15 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Summary Strategic behaviors often take account of uncertainty. For example, if we are presented with two conflicting pieces of information, we give less weight to the more uncertain source of information – i.e., the source of information that leads to lower accuracy overall. Notably, even insects behave as if they make strategic use of their own uncertainty. Importantly, the neural correlates of uncertainty are essentially unknown. In this collaborative project, we will use modeling and neural imaging to identify the neural correlates of uncertainty. We will focus on the “compass” in the Drosophila brain. The intrinsic neurons of the compass (EPG neurons) form a topographic map of heading direction. At any given moment, there is a “bump” of neural activity in the EPG population which rotates like a compass needle as the fly turns. The position of the bump is influenced by internal self-motion cues, external visual cues, and external wind direction cues. In previous theoretical work, the EPG ensemble has been modeled as a ring attractor network. In general, ring attractors do not represent uncertainty in the variable they are encoding. Most experiments characterizing compass neuron activity have been performed either under conditions of extreme certainty (e.g., a bright visual cue), or extreme uncertainty (e.g., complete darkness). Therefore, it remains unclear how the system behaves under moderate uncertainty, and if, under such conditions, it can still be well-described by standard ring attractor networks. Ideally, the compass network would represent not only the fly's estimated heading direction, but also the uncertainty associated with that estimate, so that behavioral strategies could be adjusted accordingly. In this project, we will investigate (1) how uncertainty is represented, and (2) how it affects spatial learning. We will use a combination of algorithmic modeling, network modeling, and in vivo imaging experiments combined with virtual reality environments.
概括 战略行为通常考虑到不确定性。例如,如果我们有两个冲突 信息片段,我们给更多不确定的信息来源提供的权重较少 - 即 总体上导致准确性降低的信息。值得注意的是,即使昆虫的行为也好像是战略性地使用 他们自己的不确定性。重要的是,不确定性的神经相关性本质上是未知的。在这个 协作项目,我们将使用建模和神经成像来确定不确定性的神经相关性。 将专注于果蝇大脑中的“指南针”。指南针的固有神经元(EPG神经元)形成了 标题方向的地形图。在任何给定的时刻,EPG中都有“颠簸” 当苍蝇转弯时,人口像指南针一样旋转。颠簸的位置受内部的影响 自运动提示,外部视觉提示和外部风向提示。在以前的理论工作中,EPG 合奏已被建模为环网网络。通常,环吸引子不代表不确定性 在变量中,它们正在编码。大多数表征罗盘神经元活动的实验是 在极端确定的条件下(例如,明亮的视觉提示)或极端的不确定性(例如, 完全黑暗)。因此,目前尚不清楚系统的行为如何在适度的不确定性下,以及是否尚不清楚 在这种情况下,标准环吸引子网络仍然可以很好地描述它。理想情况下,指南针 网络不仅代表苍蝇的估计标题方向,还代表与之相关的不确定性 该估算值,以便可以相应地调整行为策略。在这个项目中,我们将调查(1) 不确定性的表示,(2)它如何影响空间学习。我们将使用算法的组合 建模,网络建模和体内成像实验与虚拟现实环境相结合。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bayesian inference in ring attractor networks.
Projection Filtering with Observed State Increments with Applications in Continuous-Time Circular Filtering.
  • DOI:
    10.1109/tsp.2022.3143471
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Kutschireiter, Anna;Rast, Luke;Drugowitsch, Jan
  • 通讯作者:
    Drugowitsch, Jan
{{ 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 }}

Jan Drugowitsch其他文献

Jan Drugowitsch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('Jan Drugowitsch', 18)}}的其他基金

Data-Science Core
数据科学核心
  • 批准号:
    10400145
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Distributional reinforcement learning in the brain.
大脑中的分布式强化学习。
  • 批准号:
    9978224
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Data-Science Core
数据科学核心
  • 批准号:
    10225402
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Spinal Cord Nociceptive Circuits that Deliver Outputs to the Brain to Initiate Pain
脊髓伤害感受回路将输出传递到大脑以引发疼痛
  • 批准号:
    10053529
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Spinal Cord Nociceptive Circuits that Deliver Outputs to the Brain to Initiate Pain
脊髓伤害感受回路将输出传递到大脑以引发疼痛
  • 批准号:
    10892412
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Data-Science Core
数据科学核心
  • 批准号:
    10615033
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Distributional Reinforcement Learning in the Brain
大脑中的分布式强化学习
  • 批准号:
    10709775
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:

相似国自然基金

通信约束下多UUV协同目标感知技术研究
  • 批准号:
    11904386
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
全新的蚂蚁优化算法及其在机器人路径规划中的应用
  • 批准号:
    60673102
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
几何约束求解技术的研究
  • 批准号:
    60573182
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
大型枢纽机场大面积航班延误智能快速恢复系统研究
  • 批准号:
    60572167
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
无线多媒体网络中基于新业务流模型和模糊进化神经网络/蚂蚁算法的资源管理技术研究
  • 批准号:
    60472034
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Systems Modeling of Tumor Heterogeneity and Therapy Response in Colorectal Cancer
结直肠癌肿瘤异质性和治疗反应的系统建模
  • 批准号:
    9922114
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Systems Modeling of Tumor Heterogeneity and Therapy Response in Colorectal Cancer
结直肠癌肿瘤异质性和治疗反应的系统建模
  • 批准号:
    10174854
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
From Cells to Societies: Mechanisms by Which Microbial Parasites Control Host Phenotypes
从细胞到社会:微生物寄生虫控制宿主表型的机制
  • 批准号:
    9010098
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Optimizing Peripheral Nerve Regeneration using Computational Intelligence based T
使用基于计算智能的 T 优化周围神经再生
  • 批准号:
    8232817
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
Mechanistic mixture models of mechanics of morphogenesis with murine measurement
小鼠测量形态发生力学的机械混合模型
  • 批准号:
    8045560
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 76.17万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了