Complex time-varying systems are often studied by abstracting away from the dynamics of individual components to build a model of the population-level dynamics from the start. However, when building a population-level description, it can be easy to lose sight of each individual and how they contribute to the larger picture. In this paper, we present a novel transformer architecture for learning from time-varying data that builds descriptions of both the individual as well as the collective population dynamics. Rather than combining all of our data into our model at the onset, we develop a separable architecture that operates on individual time-series first before passing them forward; this induces a permutation-invariance property and can be used to transfer across systems of different size and order. After demonstrating that our model can be applied to successfully recover complex interactions and dynamics in many-body systems, we apply our approach to populations of neurons in the nervous system. On neural activity datasets, we show that our model not only yields robust decoding performance, but also provides impressive performance in transfer across recordings of different animals without any neuron-level correspondence. By enabling flexible pre-training that can be transferred to neural recordings of different size and order, our work provides a first step towards creating a foundation model for neural decoding.


翻译:复杂的时间变化系统往往通过从单个组成部分的动态中抽取出来,从一开始就通过抽取单个组成部分的动态来研究复杂的时间变化系统,以构建人口层面动态模型。 但是,在建立人口层面描述时,很容易忽略每个人以及他们如何为更广阔的图像作出贡献。 在本文中,我们提出了一个创新的变压器结构,从时间变化的数据中学习,这种数据既构建了个人和集体人口动态的描述。我们没有在开始时将我们的所有数据整合到模型中,而是发展了一个在个人时间序列上首先运行的分离结构;这产生了一种变异性属性,可以用于在不同大小和顺序的系统之间转移。在展示我们的模型可以成功恢复多种体系的复杂互动和动态之后,我们将我们的方法应用于神经系统中的神经元群体。关于神经活动数据集,我们显示我们的模型不仅产生强大的解码性能,而且还提供了在不同动物记录中进行转移的令人印象深刻的性能,而没有神经层面的对应性能。这可以促成一个灵活的模型前步骤,以创建不同的神经规模和神经系统的基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
99+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
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月30日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
12+阅读 · 2022年1月26日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
Directional Graph Networks
Arxiv
27+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
13+阅读 · 2017年12月5日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员