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Enregistrement W2963138386 · doi:10.1167/19.4.29

Using deep learning to probe the neural code for images in primary visual cortex

2019· article· en· W2963138386 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueJournal of Vision · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueNeural dynamics and brain function
Établissements canadiensCanadian Institute for Advanced Research
Organismes subventionnairesNational Institutes of HealthU.S. National Library of MedicineNational Institute of General Medical SciencesCanadian Institute for Advanced Research
Mots-clésUnicodeComputer scienceArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Primary visual cortex (V1) is the first stage of cortical image processing, and major effort in systems neuroscience is devoted to understanding how it encodes information about visual stimuli. Within V1, many neurons respond selectively to edges of a given preferred orientation: These are known as either simple or complex cells. Other neurons respond to localized center–surround image features. Still others respond selectively to certain image stimuli, but the specific features that excite them are unknown. Moreover, even for the simple and complex cells—the best-understood V1 neurons—it is challenging to predict how they will respond to natural image stimuli. Thus, there are important gaps in our understanding of how V1 encodes images. To fill this gap, we trained deep convolutional neural networks to predict the firing rates of V1 neurons in response to natural image stimuli, and we find that the predicted firing rates are highly correlated (Display Formula\(\def\upalpha{\unicode[Times]{x3B1}}\)\(\def\upbeta{\unicode[Times]{x3B2}}\)\(\def\upgamma{\unicode[Times]{x3B3}}\)\(\def\updelta{\unicode[Times]{x3B4}}\)\(\def\upvarepsilon{\unicode[Times]{x3B5}}\)\(\def\upzeta{\unicode[Times]{x3B6}}\)\(\def\upeta{\unicode[Times]{x3B7}}\)\(\def\uptheta{\unicode[Times]{x3B8}}\)\(\def\upiota{\unicode[Times]{x3B9}}\)\(\def\upkappa{\unicode[Times]{x3BA}}\)\(\def\uplambda{\unicode[Times]{x3BB}}\)\(\def\upmu{\unicode[Times]{x3BC}}\)\(\def\upnu{\unicode[Times]{x3BD}}\)\(\def\upxi{\unicode[Times]{x3BE}}\)\(\def\upomicron{\unicode[Times]{x3BF}}\)\(\def\uppi{\unicode[Times]{x3C0}}\)\(\def\uprho{\unicode[Times]{x3C1}}\)\(\def\upsigma{\unicode[Times]{x3C3}}\)\(\def\uptau{\unicode[Times]{x3C4}}\)\(\def\upupsilon{\unicode[Times]{x3C5}}\)\(\def\upphi{\unicode[Times]{x3C6}}\)\(\def\upchi{\unicode[Times]{x3C7}}\)\(\def\uppsy{\unicode[Times]{x3C8}}\)\(\def\upomega{\unicode[Times]{x3C9}}\)\(\def\bialpha{\boldsymbol{\alpha}}\)\(\def\bibeta{\boldsymbol{\beta}}\)\(\def\bigamma{\boldsymbol{\gamma}}\)\(\def\bidelta{\boldsymbol{\delta}}\)\(\def\bivarepsilon{\boldsymbol{\varepsilon}}\)\(\def\bizeta{\boldsymbol{\zeta}}\)\(\def\bieta{\boldsymbol{\eta}}\)\(\def\bitheta{\boldsymbol{\theta}}\)\(\def\biiota{\boldsymbol{\iota}}\)\(\def\bikappa{\boldsymbol{\kappa}}\)\(\def\bilambda{\boldsymbol{\lambda}}\)\(\def\bimu{\boldsymbol{\mu}}\)\(\def\binu{\boldsymbol{\nu}}\)\(\def\bixi{\boldsymbol{\xi}}\)\(\def\biomicron{\boldsymbol{\micron}}\)\(\def\bipi{\boldsymbol{\pi}}\)\(\def\birho{\boldsymbol{\rho}}\)\(\def\bisigma{\boldsymbol{\sigma}}\)\(\def\bitau{\boldsymbol{\tau}}\)\(\def\biupsilon{\boldsymbol{\upsilon}}\)\(\def\biphi{\boldsymbol{\phi}}\)\(\def\bichi{\boldsymbol{\chi}}\)\(\def\bipsy{\boldsymbol{\psy}}\)\(\def\biomega{\boldsymbol{\omega}}\)\(\def\bupalpha{\unicode[Times]{x1D6C2}}\)\(\def\bupbeta{\unicode[Times]{x1D6C3}}\)\(\def\bupgamma{\unicode[Times]{x1D6C4}}\)\(\def\bupdelta{\unicode[Times]{x1D6C5}}\)\(\def\bupepsilon{\unicode[Times]{x1D6C6}}\)\(\def\bupvarepsilon{\unicode[Times]{x1D6DC}}\)\(\def\bupzeta{\unicode[Times]{x1D6C7}}\)\(\def\bupeta{\unicode[Times]{x1D6C8}}\)\(\def\buptheta{\unicode[Times]{x1D6C9}}\)\(\def\bupiota{\unicode[Times]{x1D6CA}}\)\(\def\bupkappa{\unicode[Times]{x1D6CB}}\)\(\def\buplambda{\unicode[Times]{x1D6CC}}\)\(\def\bupmu{\unicode[Times]{x1D6CD}}\)\(\def\bupnu{\unicode[Times]{x1D6CE}}\)\(\def\bupxi{\unicode[Times]{x1D6CF}}\)\(\def\bupomicron{\unicode[Times]{x1D6D0}}\)\(\def\buppi{\unicode[Times]{x1D6D1}}\)\(\def\buprho{\unicode[Times]{x1D6D2}}\)\(\def\bupsigma{\unicode[Times]{x1D6D4}}\)\(\def\buptau{\unicode[Times]{x1D6D5}}\)\(\def\bupupsilon{\unicode[Times]{x1D6D6}}\)\(\def\bupphi{\unicode[Times]{x1D6D7}}\)\(\def\bupchi{\unicode[Times]{x1D6D8}}\)\(\def\buppsy{\unicode[Times]{x1D6D9}}\)\(\def\bupomega{\unicode[Times]{x1D6DA}}\)\(\def\bupvartheta{\unicode[Times]{x1D6DD}}\)\(\def\bGamma{\bf{\Gamma}}\)\(\def\bDelta{\bf{\Delta}}\)\(\def\bTheta{\bf{\Theta}}\)\(\def\bLambda{\bf{\Lambda}}\)\(\def\bXi{\bf{\Xi}}\)\(\def\bPi{\bf{\Pi}}\)\(\def\bSigma{\bf{\Sigma}}\)\(\def\bUpsilon{\bf{\Upsilon}}\)\(\def\bPhi{\bf{\Phi}}\)\(\def\bPsi{\bf{\Psi}}\)\(\def\bOmega{\bf{\Omega}}\)\(\def\iGamma{\unicode[Times]{x1D6E4}}\)\(\def\iDelta{\unicode[Times]{x1D6E5}}\)\(\def\iTheta{\unicode[Times]{x1D6E9}}\)\(\def\iLambda{\unicode[Times]{x1D6EC}}\)\(\def\iXi{\unicode[Times]{x1D6EF}}\)\(\def\iPi{\unicode[Times]{x1D6F1}}\)\(\def\iSigma{\unicode[Times]{x1D6F4}}\)\(\def\iUpsilon{\unicode[Times]{x1D6F6}}\)\(\def\iPhi{\unicode[Times]{x1D6F7}}\)\(\def\iPsi{\unicode[Times]{x1D6F9}}\)\(\def\iOmega{\unicode[Times]{x1D6FA}}\)\(\def\biGamma{\unicode[Times]{x1D71E}}\)\(\def\biDelta{\unicode[Times]{x1D71F}}\)\(\def\biTheta{\unicode[Times]{x1D723}}\)\(\def\biLambda{\unicode[Times]{x1D726}}\)\(\def\biXi{\unicode[Times]{x1D729}}\)\(\def\biPi{\unicode[Times]{x1D72B}}\)\(\def\biSigma{\unicode[Times]{x1D72E}}\)\(\def\biUpsilon{\unicode[Times]{x1D730}}\)\(\def\biPhi{\unicode[Times]{x1D731}}\)\(\def\biPsi{\unicode[Times]{x1D733}}\)\(\def\biOmega{\unicode[Times]{x1D734}}\)\({\overline {{\bf{CC}}} _{{\bf{norm}}}}\) = 0.556 ± 0.01) with the neurons' actual firing rates over a population of 355 neurons. This performance value is quoted for all neurons, with no selection filter. Performance is better for more active neurons: When evaluated only on neurons with mean firing rates above 5 Hz, our predictors achieve correlations of Display Formula\({\overline {{\bf{CC}}} _{{\bf{norm}}}}\) = 0.69 ± 0.01 with the neurons' true firing rates. We find that the firing rates of both orientation-selective and non-orientation-selective neurons can be predicted with high accuracy. Additionally, we use a variety of models to benchmark performance and find that our convolutional neural-network model makes more accurate predictions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,939
Score d'incertitude au seuil0,189

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,325
Écart entre enseignants0,299 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle