由于 BRAIN 计划和其他企业的新技术产品产生了大量数据流,神经科学正在经历显著的进步。与任何其他科学领域一样,神经科学受益于对其理论组成部分及其相互作用的明确定义。这允许生成整合知识、提供机械见解并在新的实验条件下预测结果的理论。然而,理论神经科学是一个异质领域,尚未就如何构建理论达成一致,或者是否需要有一个总体理论,或者理论是否仅仅是理解大脑的工具。在这里,我们主张需要开发理论框架作为生成共同理论结构的基础。我们列举了我们认为对神经科学中的任何理论都必不可少的理论框架元素。特别是,我们讨论了范式、模型和组织规模的概念。然后,我们确定了迫切需要开发大脑理论的领域:统计和动态方法的整合;多尺度集成;编码;以及人工智能背景下的可解释性。我们还指出,未来的理论框架将受益于将进化原理作为基本结构,而不是纯粹的数学或工程原理。本文的目的不是提供明确的答案,而是作为这些主题的初步和简洁的介绍,以鼓励讨论和进一步深入发展每个主题。
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