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World File Search System调谐曲线
基于生物学的计算：神经细节和动力学如何适用于实现各种算法
摘要：神经工程框架 (Eliasmith & Anderson, 2003) 是一种长期存在的方法，用于实现受低级神经生物学细节约束的高级算法。近年来，这种方法已经得到扩展，以纳入更多生物学细节并应用于新任务。本文将这些正在进行的研究线索汇集在一起，在一个共同的框架中呈现它们。我们扩展了 NEF 的核心原则：(a) 指定模型不同部分中神经元所需的调谐曲线，(b) 定义模型不同部分中神经元所代表的值之间的计算关系，以及 (c) 找到将导致这些计算和调谐曲线的突触连接权重。特别是，我们展示了如何将其扩展为包括复杂的时空调谐曲线，然后应用这种方法来生成大脑中的网格单元、时间单元、路径积分、稀疏表示、概率表示和符号表示的功能计算模型。
大脑中感觉信息的转变表明优化标准的改变
整个大脑中的神经元会根据感觉输入有规律地调节其放电频率。神经计算理论认为，这些调节反映了受限优化的结果，其中神经元旨在稳健高效地表示感觉信息。然而，我们对这种优化在大脑不同区域如何变化的理解仍处于起步阶段。在这里，我们表明神经感觉反应沿着视觉系统的背流转变，其方式与从优化信息保存到优化感知辨别的转变一致。专注于双眼视差的表示（两只眼睛的视网膜图像的细微差异），我们重新分析了表征猕猴大脑区域 V1、V2 和 MT（中颞）神经调节曲线的测量值。我们使用 Fisher 信息框架将它们与自然行为中通常遇到的双眼视差统计数据进行比较。不同区域的调谐曲线特征的差异与优化目标的转变相一致：V1 和 V2 群体水平的反应更符合最大化编码的有关自然发生的双眼视差的信息，而 MT 反应则转向最大化支持视差辨别的能力。我们发现，调谐曲线向更大视差的转变是这种转变的关键驱动因素。这些结果为先前发现的皮质视差选择区域之间的差异提供了新的见解，并表明这些差异在支持视觉引导行为方面发挥着重要作用。我们的研究结果强调，在评估神经代码的最优性时，不仅需要考虑信息保存和神经资源，还需要考虑与行为的相关性。
钛宝石激光器与光纤激光器的比较
尽管泵浦技术已经变得更小，但许多钛宝石系统需要单独的泵浦系统（或更大的集成泵浦系统，通常在 532nm 下运行），因此这些系统通常不是很紧凑。如果它们紧凑，功率往往会相应较低。钛宝石系统在 800nm 下以峰值效率运行，功率通常在这里引用。它们具有一系列可运行的波长，具体取决于制造商。标准范围是 650-1040nm，有时会扩展到 1100-1300 或仅从 680nm 或 700nm 开始。系统通过光学器件（通常是端镜和棱镜/标准具设置）的移动进行调整，以使特定波长穿过增益介质。功率输出在光谱调谐曲线上并不相同（代表性曲线如下所示）。掺镱光纤激光器（例如 Chromacity 1040）的工作原理是使用泵浦二极管（通常为 980nm）激发掺镱光纤，该光纤具有掺杂芯，可充当激光增益介质。然后将输出限制在激光器的小芯内。在许多传统应用领域，光纤激光器因其众多优势而开始取代钛宝石系统。在 Chromacity 1040 系统中，在系统内部创建了一个锁模腔，一侧是光纤，另一侧是输出耦合镜。然后使用透射光栅（工厂设置）压缩或拉伸来自此的输出，以使客户能够在 100fs 和 1.5ps 脉冲宽度之间进行选择。由于此定制选项，Chromacity 1040 具有自由空间输出（不是光纤）。