Can we use spiking neural networks (SNN) as generative models of multi-neuronal recordings, while taking into account that most neurons are unobserved? Modeling the unobserved neurons with large pools of hidden spiking neurons leads to severely underconstrained problems that are hard to tackle with maximum likelihood estimation. In this work, we use coarse-graining and mean-field approximations to derive a bottom-up, neuronally-grounded latent variable model (neuLVM), where the activity of the unobserved neurons is reduced to a low-dimensional mesoscopic description. In contrast to previous latent variable models, neuLVM can be explicitly mapped to a recurrent, multi-population SNN, giving it a transparent biological interpretation. We show, on synthetic spike trains, that a few observed neurons are sufficient for neuLVM to perform efficient model inversion of large SNNs, in the sense that it can recover connectivity parameters, infer single-trial latent population activity, reproduce ongoing metastable dynamics, and generalize when subjected to perturbations mimicking photo-stimulation.


翻译:我们能否使用神经神经网络(SNN)作为多中子录音的基因模型,同时考虑到大多数神经元未被观测到?用大量隐藏的喷雾神经元来模拟未观测到的神经元,导致严重缺乏控制的问题,很难用最大的可能性估计来解决这些问题。在这项工作中,我们使用粗微重力和中位近似值来得出一个自下而上、神经地基潜伏变异模型(NeuLVM),在这个模型中,未观测到的神经元的活动减少到低维中位中位图描述。与以往的潜伏变异模型相比,中位LVM可以明确地绘制成一个经常性的多人口型SNNN,给它提供透明的生物解释。我们在合成加压列列中显示,少数观察到的神经元足以使中位LVM进行高效的模型转换大型SNNNM,这意味着它可以恢复连接参数,推导出单层潜伏人口活动,复制持续的元动态,并在受摄像性模拟时进行一般化。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月14日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月14日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员