Towards a "Universal Translator" for Neural Dynamics at Single-Cell, Single-Spike Resolution
Notice bibliographique
Résumé
Neuroscience research has made immense progress over the last decade, but our understanding of the brain remains fragmented and piecemeal: the dream of probing an arbitrary brain region and automatically reading out the information encoded in its neural activity remains out of reach. In this work, we build towards a first foundation model for neural spiking data that can solve a diverse set of tasks across multiple brain areas. We introduce a novel self-supervised modeling approach for population activity in which the model alternates between masking out and reconstructing neural activity across different time steps, neurons, and brain regions. To evaluate our approach, we design unsupervised and supervised prediction tasks using the International Brain Laboratory repeated site dataset, which is comprised of Neuropixels recordings targeting the same brain locations across 48 animals and experimental sessions. The prediction tasks include single-neuron and region-level activity prediction, forward prediction, and behavior decoding. We demonstrate that our multi-task-masking (MtM) approach significantly improves the performance of current state-of-the-art population models and enables multi-task learning. We also show that by training on multiple animals, we can improve the generalization ability of the model to unseen animals, paving the way for a foundation model of the brain at single-cell, single-spike resolution. Project page and code: https://ibl-mtm.github.io/.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,003 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».