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达山实验室

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我们的研究
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在揭示大型神经网络的动力学和功能的基本原理方面,我们现在正处于一个新的时代。

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这主要归功于过去十年的巨大技术进步,允许实验者从大量神经元中记录, 以前所未有的精度在不同区域重建大脑回路,并扰乱从单细胞到行为的不同空间尺度的神经元活动。这使得超越定性推理来研究神经网络的功能、结构和动力学之间的关系成为可能。

在 Janelia,我们的目标是与实验学家密切合作,开发设计大型神经回路扰动的理论和工具,以研究大脑系统组织和功能的机制和原则。例如, 虽然网络对简单扰动的反应及其产生的行为后果有时可能通过定性推理直接理解 (例如,使用通道视紫红质通常会导致表达它的神经元的活动增加可能还有它们的传出),通常,大型神经回路对扰动的反应远远超出了简单的直觉。这是因为网络响应可以微妙地取决于电路结构、施加微扰的时间、网络元件的高度非线性动力学, 以及输入本身的时空形状。在实验室里,我们开发了新的理论工具来处理这种复杂系统的扰动,并应用它们来阐明结构和功能之间的关系。