Введение
Американский нейробиолог (род. 1947)
Терренс Джозеф Сейновски (род. 13 августа 1947) – профессор имени Фрэнсиса Крика в Институте биологических исследований Солка, где он руководит Лабораторией вычислительной нейробиологии и является директором Центра теоретической и вычислительной биологии Крика-Джейкобса. Он провел новаторские исследования в области нейронных сетей и вычислительной нейронауки. Сейновски также является профессором биологических наук и адъюнкт-профессором кафедр нейробиологии, психологии, когнитивной науки, информатики и инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего, где он является содиректором Института нейронных вычислений. Вместе с Барбарой Оукли он разработал и преподавал курс «Как учиться: эффективные инструменты для освоения сложных предметов» – самый популярный в мире онлайн-курс, доступный на Coursera.
Образование и ранние годы жизни
Родился в Кливленде в 1947 году, получил степень бакалавра физики в 1968 году в Case Western Reserve University, степень магистра физики в Принстонском университете под руководством Джона Арчибальда Уилера и докторскую степень по физике в Принстонском университете в 1978 году под руководством Джона Хопфилда. Во время обучения в Принстоне на степень магистра физики он проанализировал интенсивность гравитационных волн от всех известных на тот момент источников и необходимую чувствительность для их регистрации. Он обнаружил, что все детекторы гравитационных волн были в 1000 раз недостаточно чувствительны для обнаружения, и, полагая, что требуемые детекторы появятся лишь через 30 лет, решил заняться другой областью.
Карьера и исследования
С 1978 по 1979 год Сейновски был постдоком в Департаменте биологии Принстонского университета под руководством Алана Гелперина, а с 1979 по 1981 год – постдоком в Департаменте нейробиологии Гарвардской медицинской школы под руководством Стивена Каффлера. В 1982 году он присоединился к преподавательскому составу кафедры биофизики Университета Джона Хопкинса, где достиг звания профессора, прежде чем в 1988 году переехать в Сан-Диего, штат Калифорния. С 1991 по 2018 год он был исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза. Он долгое время сотрудничал с Калифорнийским технологическим институтом, в 1987 году в качестве приглашенного профессора нейробиологии имени Виерсмы, в 1993 году – как выдающийся ученый Шермана Фэрчайлда, и с 1995 по 1998 год – как приглашенный профессор по совместительству. В 2004 году он был назначен профессором Фрэнсиса Крика в Институте Солка и директором Центра теоретической и вычислительной биологии Крика-Джейкобса.
Почести и награды
Сейновский получил Президентскую премию для молодых исследователей в 1984 году от Национального научного фонда (NSF). Он получил премию Райта от колледжа Харви Мадд за выдающиеся достижения в междисциплинарных исследованиях в 1996 году и премию Хебба за вклад в алгоритмы обучения от Международного общества нейронных сетей в 1999 году. В 2000 году он стал членом Института инженеров электротехники и электроники (IEEE) за фундаментальные достижения в теории и практике нейронных сетей и за вклад в вычислительную нейронауку. В 2002 году он также получил премию Neural Network Pioneer Award. В 2003 году он был избран в Общество ученых Университета Джонса Хопкинса. Он является старшим научным сотрудником Совета по вопросам будущего дизайна. В 2008 году он был избран в Национальную академию медицины. В 2010 году он был избран членом Национальной академии наук (NAS), а в 2011 году – членом Национальной инженерной академии. В 2017 году он был избран в Национальную академию изобретателей. Эти достижения сделали его одним из всего трех ныне живущих людей, избранных во все четыре национальные академии. В 2013 году он был избран в Американскую академию искусств и наук, а в 2014 году – членом Американского физического общества. В 2015 году он был удостоен премии Шварца за теоретическую и вычислительную нейробиологию от Общества нейробиологии. В 2017 году он получил почетную докторскую степень Университета Цюриха. В 2022 году он был удостоен премии Грубера по нейробиологии. В 2024 году он был удостоен премии "Мозг" за новаторские работы в теоретической нейробиологии совместно с Ларри Эбботом и Хаимом Сомполинским.
Нейронные сети
Его исследования в области нейронных сетей и вычислительной нейронауки носили новаторский характер. В начале 1980-х годов, особенно после работ Джона Хопфилда, компьютерное моделирование нейронных сетей получило широкое распространение. Ранние разработки, в частности, работы Сейновски и Джеффри Хинтона, показали, что простые нейронные сети способны обучаться решать задачи, обладающие определенной сложностью. В 1989 году Сейновски основал журнал Neural Computation, издаваемый MIT Press, который стал ведущим изданием в области нейронных сетей и вычислительной нейронауки. Он также является президентом Фонда нейроинформационных систем обработки данных, некоммерческой организации, ответственной за проведение ежегодной конференции NeurIPS. Эта междисциплинарная конференция объединяет исследователей из различных областей, включая биологию, физику, математику и инженерию. Он совместно с Джеффри Хинтоном изобрел машину Больцмана и стал пионером в применении алгоритмов обучения для решения сложных задач в области распознавания речи (NETtalk) и зрения. Его постдок, Тони Белл, разработал алгоритм infomax для независимого компонентного анализа (ICA), который получил широкое распространение в машинном обучении, обработке сигналов и анализе данных.
Исследования
Долгосрочная цель исследований Сейновского — понять вычислительные возможности мозга и установить принципиальные связи между мозгом и поведением, используя вычислительные модели. Эта цель достигается посредством сочетания теоретических и экспериментальных подходов на различных уровнях исследования, от биофизического до системного. Для изучения свойств отдельных нейронов и синапсов, включая точность генерации потенциалов действия и влияние нейромодуляторов, используются срезы гиппокампа и коры головного мозга. Биофизические модели обработки электрических и химических сигналов в нейронах применяются в дополнение к физиологическим экспериментам. Разработаны новые методы моделирования клеточной сигнализации с использованием методов Монте-Карло (MCell). Основные вопросы, которые решаются, включают то, как дендриты интегрируют синаптические сигналы в нейронах, как нейронные сети генерируют динамические паттерны активности, как сенсорная информация кодируется в коре головного мозга, как формируются и закрепляются представления памяти во время сна, и как адаптивно организованы зрительно-моторные трансформации. Его лаборатория разработала новые методы анализа источников электрических и магнитных сигналов, регистрируемых с кожи головы, и гемодинамических сигналов, полученных с помощью функциональной нейровизуализации, посредством слепого разделения с использованием независимого компонентного анализа (ИКА). Общедоступное программное обеспечение EEGLAB, которое к 2012 году являлось наиболее популярным средством для обработки данных ЭЭГ, было первоначально разработано в его лаборатории.
Симпозиумы
Он участвовал и выступал на симпозиумах Beyond Belief в 2006 и 2007 годах. Он участвовал в конференции "Пробуждение ко сну" в Институте Солка в феврале 2007 года (видеозапись доступна онлайн).
Членство
Сейновски был членом Консультативного комитета директора Национального института здоровья по инициативе «Исследование мозга с помощью применения инновационных нейротехнологий» (BRAIN), объявленной президентом Обамой 2 апреля 2013 года. Отчет BRAIN 2025, подготовленный этим комитетом, был опубликован NIH 5 июня 2014 года и используется для расстановки приоритетов в проектах Инициативы NIH BRAIN. Ранее он входил в команду инженеров и нейробиологов, разработавших Проект карты активности мозга, который послужил основой для Инициативы BRAIN.
Авторство
В 1992 году Сейновски стал соавтором книги «Вычислительный мозг» с Патрисией Черчленд, а в 2002 году – книги «Лжецы, любовники и герои: что новая наука о мозге раскрывает о том, как мы формируем свою личность» со Стивеном Р. Кварцем. Его последняя книга, «Революция глубокого обучения», была опубликована издательством MIT Press в июне 2018 года. Он совместно с профессором Барбарой Оукли разработал и преподает курс «Учиться учиться: эффективные инструменты для освоения сложных предметов» – массовый открытый онлайн-курс, предлагаемый на платформе Coursera. Первые три запуска курса состоялись в августе и октябре 2014 года и в январе 2015 года, на которые записалось около 300 000 студентов. В 2015 году количество записавшихся достигло 1 миллиона, к августу 2017 года – около 2 миллионов, а к 2021 году – 3 миллиона студентов.