השפעת קשב על קיבול המידע של התגובה העצבית

Adviser: Maoz Shamir

Student: דפנה הימן

Abstract

מידע לגבי קלט חושי ופקודות מוטוריות מתוכננות מיוצג במח בתגובה העצבית של אוכלוסיות תאי עצב גדולות. תאי עצב מגיבים באופנים שונים לגירויים חושיים שונים ואולם הרעש בתגובה העצבית מגביל את כמות המידע שניתן לחלץ ממנה על הגירוי. עבודה ניסיונית רבה נעשתה על מנת לכמת את הגדלים הללו מחד, ומאידך מחקר תיאורטי ניכר בוצע על מנת לחקור את קיבולת המידע באוכלוסייה וניתוח הדיוק של אלגוריתמים לחילוץ המידע

בפרויקט המוצע נחקור מה ההשפעה של קשב על קידוד המידע במערכת העצבים המרכזית על פי התכנית הבאה:

1. הכרת הכלים והמושגים התיאורטיים מתורת השערוך ומתורת המידע.
מקורות:
a. סיכומים של גל צ'צ'יק
(בעיקר פרק 3 ב https://chechiklab.biu.ac.il/~gal/book.html)
b. Thomas & Cover, Elements of information theory
c. Abbott & Dayan, Theoretical neuroscience (http://www.gatsby.ucl.ac.uk/~lmate/biblio/dayanabbott.pdf - פרק 3)

2. הכרת הרקע התיאורטי לגבי קידוד מידע במח – סקירת מאמרים רלבנטיים
[1-4].

3. הכרת הרקע הניסיוני ובמיוחד כיצד משפע הקשב על תגובת תאי עצב לגירוי חיצוני ([5-8]).

4. יישום הכלים התיאורטיים שנרכשו לחקירת השפעת הקשב עם מדדים כללים של מידע (דוגמת אינפורמציית פישר) וחקר השפעת הקשב על אלגוריתמים ספציפיים.

5. יישום התאוריה על נתונים ניסיוניים.

6. סיכום הממצאים בפורמט מדעי.


1. Seung, H.S. and H. Sompolinsky, SIMPLE-MODELS FOR READING NEURONAL POPULATION CODES. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1993. 90(22): p. 10749-10753.

2. Shamir, M. and H. Sompolinsky, Implications of neuronal diversity on population coding. Neural Comput, 2006. 18(8): p. 1951-86.

3. Sompolinsky, H., et al., Population coding in neuronal systems with correlated noise. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys, 2001. 64(5 Pt 1): p. 051904.

4. Shamir, M., Emerging principles of population coding: in search for the neural code. Curr Opin Neurobiol, 2014. 25: p. 140-8.

5. Cohen, M.R. and J.H. Maunsell, A neuronal population measure of attention predicts behavioral performance on individual trials. J Neurosci, 2010. 30(45): p. 15241-53.

6. Cohen, M.R. and J.H. Maunsell, Using neuronal populations to study the mechanisms underlying spatial and feature attention. Neuron, 2011. 70(6): p. 1192-204.

7. Cohen, M.R. and J.H.R. Maunsell, Attention improves performance primarily by reducing interneuronal correlations. Nat Neurosci, 2009. 12(12): p. 1594-U148.

8. Zohary, E., M.N. Shadlen, and W.T. Newsome, CORRELATED NEURONAL DISCHARGE RATE AND ITS IMPLICATIONS FOR PSYCHOPHYSICAL PERFORMANCE. Nature, 1994. 370(6485): p. 140-143.
Advertised on March 29, 2020
Abstract added on Jan. 14, 2021
Abstract approved on Feb. 8, 2021 by Kovetz, Ely (kovetz)