Дэвид Хегер: Мидың жұмысын зерттеу және біріктірілген теорияны құру
David Heeger
Дэвид Хигер – әйгілі американ ғалымы, нейробиолог, психолог және кәсіпкер. Визуалды жүйе, нейрондық процестер, және нормалдау моделі зерттеулерімен танымал.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Дэвид Хизер (ағылш. David J. Heeger, 1961) – американдық нейробиолог, психолог, компьютер ғалымы, деректер ғалымы және кәсіпкер. Ол Нью-Йорк университетінің профессоры, Statespace Labs бас ғылыми қызметкері, сондай-ақ Epistemic AI бас ғылыми қызметкері және негізін қоюшы.
David J. Heeger (born 1961) is an American neuroscientist, psychologist, computer scientist, data scientist, and entrepreneur. He is a professor at New York University, Chief Scientific Officer of Statespace Labs, and Chief Scientific Officer and co founder of Epistemic AI.
Зерттеу
Хигердің академиялық зерттеулері инженерлік, психологиялық және нейроғылым салаларын қамтиды. Перцепциялық психология, жүйелік нейроғылым, когнитивтік нейроғылым және есептеу нейроғылымы салаларында Хигер визуалды жүйеде нейрондық өңдеудің есептеу теориясын жасады, сондай-ақ психофизика (перцепциялық психология) және нейробейнелеу (функционалдық магниттік резонанстық бейнелеу, fMRI) эксперименттерін адам көруі бойынша жүргізді. Оның есептеу нейроғылымына қосқан негізгі үлесі – нормалдау моделі деп аталатын нейрондық өңдеу теориясы. Оның эксперименталды зерттеулері визуалды қабықтың (ретинотопия) топографиялық ұйымдастырылуын, визуалды сананы, визуалды үлгілерді анықтау/ажырату, визуалды қозғалыс қабылдау, стереопсис (тереңдік қабылдау), назар, жұмыс жады, көз және қол қозғалыстарын басқару, күрделі аудиовизуалды және эмоционалдық тәжірибелерді (кино, музыка, повествование), дислексиядағы бұрыс визуалды өңдеуді және аутизмнің нейрофизиологиялық ерекшеліктерін түсінуге үлес қосты. Бейне өңдеу, компьютерлік көру және компьютерлік графика салаларында Хигер қозғалыс бағалау және бейнелерді тіркеу, толқындық бейнелеу, анизотроптық диффузия (шекараларды сақтай отырып, шуды азайту), бейне сапасын бағалау метрикалары (бейне деректерін сығу алгоритмдерін бағалау үшін) және текстуралық талдау/синтез жұмыстарын жүргізді. Хигердің қазіргі зерттеулері қабықшалық схемалардың біртұтас теориясын әзірлеуге және сынауға бағытталған. Нейроғылымға мидың жалпы теориясы қажет, мысалы, ми үшін Максвелл теңдеулері сияқты. Мидің канондық нейрондық есептеулер жиынтығын орындайтын канондық нейрондық схемалар жиынтығына сүйенетіндігіне көптеген дәлелдер бар, оларды ми аймақтары мен модальдықтары бойынша қайталап, бірдей формадағы операцияларды қолдануға болады. Бірақ мұндай канондық есептеулер түрлі танымдық процестер мен ми функцияларын қалай қолдай алатынына қатысты теориялық негіздеме жетіспейді. Хигер осцилляциялық рекуррентті есікті нейрондық интегратор схемалары (ORGaNICs) деп аталатын схемалар класын әзірледі, олар көптеген маңызды нейрофизиологиялық және танымдық/перцептивтік құбылыстарды қамтиды, соның ішінде визуалды қабықта сенсорлық өңдеу және назар, префронталды және париетталды қабықта жұмыс жады, ал моторлық қабықта премоторлық белсенділік және моторлық бақылау. Теория нейрондық белсенділіктің динамикасы үшін біртұтас аяққа ұсыныс береді және көптеген маңызды нейрофизиологиялық және когнитивтік/перцептивтік құбылыстарды (нормалдау, осцилляциялық белсенділік, ұзаққа созылған белсенділік, ретті белсенділік және белсенділіктің саяхаттайтын толқындары) қамтиды, олар әртүрлі әдістемелермен өлшенді (жасушалық жазбалармен мембраналық потенциалдың өзгеруі, жеке нейрондардың оқшаулау жиілігі, оптогенетикалық манипуляциялар, жергілікті өрістік потенциалдар, нейробейнелеу және мінез-құлықтық көрсеткіштер).
Heeger's academic research spans a cross section of engineering, psychology, and neuroscience. In the fields of perceptual psychology, systems neuroscience, cognitive neuroscience, and computational neuroscience, Heeger has developed computational theories of neuronal processing in the visual system, and he has performed psychophysics (perceptual psychology) and neuroimaging (functional magnetic resonance imaging, fMRI) experiments on human vision. His primary contribution to computational neuroscience is a theory of neural processing called the normalization model. His experimental research has contributed to our understanding of the topographic organization of visual cortex (retinotopy), visual awareness, visual pattern detection/discrimination, visual motion perception, stereopsis (depth perception), attention, working memory, the control of eye and hand movements, neural processing of complex audio visual and emotional experiences (movies, music, narrative), abnormal visual processing in dyslexia, and neurophysiological characteristics of autism. In the fields of image processing, computer vision, and computer graphics, Heeger has worked on motion estimation and image registration, wavelet image representations, anisotropic diffusion (edge preserving noise reduction), image fidelity metrics (for evaluating image data compression algorithms), and texture analysis/synthesis. Heeger's current research focuses on developing and testing a unified theory of cortical circuit function. The field of neuroscience needs a general theory of brain function, like Maxwell's Equations for the brain. There is considerable evidence that the brain relies on a set of canonical neural circuits that perform a set of canonical neural computations, repeating them across brain regions and modalities to apply operations of the same form. But we lack a theoretical framework for how such canonical computations can support a wide variety of cognitive processes and brain functions. Heeger developed a class of circuit models, called Oscillatory Recurrent Gated Neural Integrator Circuits (ORGaNICs), that recapitulate many key neurophysiological and cognitive/perceptual phenomena including sensory processing and attention in visual cortex, working memory in prefrontal and parietal cortex, and premotor activity and motor control in motor cortex. The theory offers a unified framework for the dynamics of neural activity, and it recapitulates many key neurophysiological and cognitive/perceptual phenomena (including normalization, oscillatory activity, sustained delay period activity, sequential activity and traveling waves of activity), measured with a wide range of methodologies (including intracellular recordings of membrane potential fluctuations, firing rates of individual neurons, optogenetic manipulations, local field potentials, neuroimaging, and behavioral performance).
Білім және мансап
Хигер Пенсильвания университетінен математика бойынша бакалавр, ал компьютерлік ғылым бойынша магистр және доктор ғылымдарының дәрежелерін алған. Ол МТИ-де постдокторант, NASA Ames Research Center-де ғылыми қызметкер, ал Нью-Йорк университетіне қабылдауға дейін Стэнфордта доцент болып жұмыс істеген.
Heeger holds a bachelor's degree in mathematics as well as a master's degree and doctorate in computer science—all from the University of Pennsylvania. He was a postdoctoral fellow at MIT, a research scientist at the NASA Ames Research Center, and an associate professor at Stanford before joining NYU.
Жеке өмір
Оның әкесі Алан Дж. Хизер – 2000 жылы химия бойынша Нобель сыйлығын алған американ физигі.
His father, Alan J. Heeger, is an American physicist who was awarded the Nobel Prize in chemistry in 2000.
Марапаттар
1987 жылы компьютерлік көру саласындағы Дэвид Марр жүлдесі. 1994 жылы Альфред П. Слоан нейроғылым саласындағы зерттеу стипендиясы. 2002 жылы Ұлттық ғылым академиясының психология саласындағы Троланд зерттеу сыйлығы. 2006 жылы Нью-Йорк университетінің ғылымдар факультетінің Маргарет және Герман Сокол сыйлығы. 2013 жылы Ұлттық ғылым академиясының қатарына сайланды.
1987 David Marr Prize in computer vision. 1994 Alfred P. Sloan Research Fellowship in neuroscience. 2002 Troland Research Award in psychology from the National Academy of Sciences. 2006 Margaret and Herman Sokol Faculty Award in the Sciences from New York University in 2006. 2013 Elected to the National Academy of Sciences.