Claudia Clopath

Claudia Clopath
Alma mater	EPFL (MS, PhD)
Vetenskaplig karriär
institutioner	Columbia University Paris Descartes University Imperial College London
Avhandling	Modellering av synaptisk plasticitet över olika tidsskalor: påverkan av spänning, spiktiming och proteinsyntes ( 2009)
Doktorand rådgivare	Wulfram Gerstner

Claudia Clopath är professor i beräkningsneurovetenskap vid Imperial College London och forskningsledare vid Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour . Hon utvecklar matematiska modeller för att förutsäga synaptisk plasticitet för både medicinska tillämpningar och design av människoliknande maskiner.

tidigt liv och utbildning

Clopath studerade fysik vid École Polytechnique Fédérale de Lausanne . Hon stannade där för sina forskarstudier, där hon arbetade tillsammans med Wulfram Gerstner . Tillsammans arbetade de på modeller av spike-timing-beroende plasticitet (STPD) som inkluderade både den presynaptiska och postsynaptiska membranpotentialen . Efter att ha tagit sin doktorsexamen arbetade hon som postdoktor hos Nicolas Brunel vid Paris Descartes University . Därefter började hon på Columbia University där hon arbetade i Center for Theoretical Neuroscience.

Forskning och karriär

Clopath använder matematiska modeller för att förutsäga synaptisk plasticitet och för att studera konsekvenserna av synaptisk plasticitet i artificiella neurala nätverk . Dessa modeller kan förklara ursprunget till vibrationer i neurala nätverk och kan bestämma aktiviteten hos excitatoriska och hämmande neuroner. Hon använde denna modell för att förklara att hämmande neuroner är viktiga för att bestämma den oscillerande frekvensen i ett nätverk. Hon hoppas att de modeller hon genererar av hjärnan ska kunna användas i medicinska tillämpningar såväl som att designa maskiner som kan uppnå människoliknande lärande.

Hon har studerat sambanden mellan nervceller i synbarken . Modellen utvecklad av Clopath, Sandra Sadeh och Stefan Rotter vid Bernstein Center Freiburg var den första som kombinerade biologiska neurala nätverk i ett beräkningsneuralt nätverk. Det tillåter användare att göra visuella systemnervceller som kan upptäcka olika funktioner, samt koordinera synapserna mellan celler. Det kan användas för att förstå hur nervceller utvecklas när de får information från varje öga.

Clopath har arbetat med DeepMind för att skapa artificiell intelligenssystem som kan appliceras på flera uppgifter, vilket gör att de kan komma ihåg information eller bemästra en rad steg. Tillsammans använde Clopath och DeepMind synaptisk konsolidering, en mekanism som gör att neurala nätverk kan komma ihåg. Algoritmen, Elastic Weight Consolidation, kan beräkna hur viktiga olika anslutningar i ett neuralt nätverk är, och tillämpa en viktningsfaktor som dikterar dess betydelse. Detta bestämmer hastigheten med vilken värdena för en nod inom det neurala nätverket ändras. De visade att programvara som använde Elastic Weight Consolidation kunde lära sig och uppnå prestanda på mänsklig nivå i tio spel. Att utveckla system för maskininlärning för kontinuerliga inlärningsuppgifter har blivit fokus för Clopaths forskning, med hjälp av beräkningsmodeller i återkommande neurala nätverk för att fastställa hur inhibition styr synaptisk plasticitet.

2015 belönades hon med ett Google Faculty Research Award.

Utvalda publikationer

•    Clopath, Claudia; Vasilaki, Eleni; Gerstner, Wulfram (2010). "Anslutning återspeglar kodning: en modell av spänningsbaserad STDP med homeostas" . Naturens neurovetenskap . 13 (3): 344–352. doi : 10.1038/nn.2479 . PMID 20098420 . S2CID 8046538 .
•    Vogels, Tim; Sprekeler, Henning; Zenke, Friedemann; Clopath, Claudia; Gerstner, Wulfram (2011). "Hämmande plasticitet balanserar excitation och hämning i sensoriska vägar och minnesnätverk". Vetenskap . 334 (6062): 1569–1573. Bibcode : 2011Sci...334.1569V . doi : 10.1126/science.1211095 . hdl : 10044/1/21441 . PMID 22075724 . S2CID 45134325 .
•    Clopath, Claudia; Hofer, Sonia B.; Mrsic-Flogel, Thomas D. (2013). "Uppkomsten av funktionella mikrokretsar i visuell cortex" . Naturen . 496 (7443): 96–100. Bibcode : 2013Natur.496...96K . doi : 10.1038/nature12015 . PMC 4843961 . PMID 23552948 .