計算神經科學:21世紀的前沿科學 | NSR觀點

2021-02-15 中國科學雜誌社

1.  BRAIN Initiative (2014): Working Group Report to the Advisory Committee to the Director, NIH. https://braininitiative.nih.gov/sites/default/files/pdfs/brain2025_508c.pdf

2.  Levenstein, D et al.  (2020) On the role of theory and models in Neuroscience. arXiv https://arxiv.org/abs/2003.13825

3.  Wang X-J (2009) Introduction to Theoretical Neuroscience (in Chinese). Chapter 53, in Neuroscience, edited by Han Jiseng, Beijing University press, pp. 1004-1019. 汪小京 (2009) 「理論神經科學導論」,《神經科學》 (第三版),韓濟生主編), 北京大學出版社, 第53章,1004-1019頁.

4.  Hodgkin, AL, Huxley, AF (1952). A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve. J. Physiol. (Lond.), 117, 500-544.

5.  Hopfield, JJ (1982). Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 79, 2554-2558.

6.  Sejnowski, TJ, Koch, C, Churchland, PS (1988). Computational neuroscience. Science, 241, 1299-1306.

7.  Abbott, LF (2008) Theoretical neuroscience rising. Neuron, 60, 3:489-95.

8.  van Vreeswijk, C, Sompolinsky, H (1996). Chaos in neuronal networks with balanced excitatory and inhibitory activity. Science, 274, 1724-1726.

9.  Wang X-J (2013) The prefrontal cortex as a quintessential 「cognitive-type」 neural circuit: working memory and decision-making. Principles of Frontal Lobe Function, Edited by DT Stuss and RT Knight, Second Edition, Cambridge University Press, pp. 226-248.

10.  Wang X-J and Krystal J (2014) Computational Psychiatry. Neuron 84, 638-654.

11.  Hassabis, D, Kumaran, D, Summerfield, C, Botvinick, M (2017). Neuroscience-Inspired Artificial Intelligence. Neuron, 95, 245-258.

12.  BRAIN Initiative 2.0: From cells to circuits toward cures (2020) https://braininitiative.nih.gov/strategic-planning/acd-working-groups/brain-initiative-20-cells-circuits-toward-cures

13.  汪小京 (2010) 「21世紀的中國計算神經科學展望」, 《科學時報》(Science Times), 2010年8月25日. http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2010/8/235983.html?id=235983

14.  汪小京 (2015) 「腦科學需要自己的牛頓「 ,科學網,2015年11月24日。http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/11/332429.shtm

15.  Poo, MM, Du, JL, Ip, NY, Xiong, ZQ, Xu, B, Tan, T (2016). China Brain Project: Basic neuroscience, brain diseases, and brain-inspired computing. Neuron, 92, 591-596.

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