Eric L. Schwartz (1947 - Diciembre 31, 2018) [1] fue profesor de cognitivos y neurales Sistemas , [2] Profesor de Eléctrica y de Ingeniería Informática , [3] y Profesor de Anatomía y Neurobiología [4] en la Universidad de Boston . Anteriormente, fue profesor asociado de psiquiatría en el Centro Médico de la Universidad de Nueva York y profesor asociado de Ciencias de la Computación en el Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York.
Introdujo el término Neurociencia Computacional mediante la organización de una conferencia con este título que tuvo lugar en Carmel California en 1985, bajo el patrocinio de la Systems Development Foundation. Alentada por el director del programa Charles Smith, esta conferencia, cuyas actas fueron publicadas más tarde por MIT Press (1990), brindó un resumen del progreso en los campos relacionados que hasta entonces se denominaban redes neuronales, modelado neuronal, teoría del cerebro, neurociencia teórica y una variedad de otros términos. Organizando estos campos a lo largo de las dimensiones de la medición espacial y temporal, la conferencia, y su posterior publicación en forma de libro, introdujo el uso del término "Neurociencia Computacional". En las décadas siguientes, decenas de departamentos y programas universitarios adoptaron este título general.
Fundó Vision Applications, Inc. en 1990, con el apoyo de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), con el propósito de desarrollar actuadores, sensores y algoritmos para sistemas de visión de variantes espaciales miniaturizados. Las patentes desarrolladas en Vision Applications incluyeron un motor novedoso de accionamiento esférico [1] , un prototipo de sensor CMOS VLSI log-plar [2] y algoritmos para la síntesis en tiempo real de imágenes variantes espaciales [3] .
Este trabajo culminó con la construcción de un vehículo autónomo en miniatura que fue el primer vehículo en conducir, sin ayuda humana, en las calles de Boston (1992) [4] .
Biografía
Eric Schwartz nació en la ciudad de Nueva York en 1947 de Jack y Edith Schwartz. Asistió a la Bronx High School of Science, Columbia College (con especialización en Química y Física), donde fue miembro de la Ivy League de 1965, ECAC y el equipo de esgrima Columbia Lions del Campeonato de la NCAA (sable), [5] y la Universidad de Columbia ( PhD, Física de Altas Energías, spon. J. Steinberger [22]).
Después de completar su licenciatura en física, se unió al laboratorio de E. Roy John como becario postdoctoral en neurofisiología, y se mudó con el laboratorio de John a la Universidad de Nueva York como profesor asociado de investigación de psiquiatría en 1979 y fue ascendido a profesor asociado de Psiquiatría e Informática en 1990, partiendo hacia la Universidad de Boston en 1992 para asumir los cargos de Profesor de Sistemas Cognitivos y Neurales, Ingeniería Eléctrica e Informática y Anatomía y Neurobiología. Vivía en Brookline, Massachusetts con su esposa Helen y su hija Anna Molly.
Investigar
Mapeo visuotópico en la corteza visual de monos y humanos
Aunque se sabe desde el cambio de siglo que la imagen visual registrada por la retina se transmite a la corteza visual en forma de un patrón bidimensional ordenado de disparo neural (visuotopía, cartografía topográfica, retinotopía), la primera matemática bidimensional La descripción de este mapeo en primates fue proporcionada por Schwartz en 1976 [5] y 1977 [6] , y junto con los colaboradores Al Wolf y Dave Christman proporcionó la primera visualización directa de la retinotopía cortical humana mediante tomografía de positrones [7] .
Estos artículos teóricos demostraron que el mapeo logarítmico complejo, el mapeo log-polar o el mapeo monopolo, era una buena aproximación a la retinotopía de la corteza visual del mono, y luego se extendió para incluir una segunda singularidad logarítmica para representar la representación visual periférica, el modelo dipolar [8] Esta descripción, que es el modelo estándar de facto actual para la arquitectura funcional a gran escala de la corteza visual, se amplió recientemente (2002-2006), con los estudiantes graduados Mukund Balasubramanian y Jonathan Polimeni, para describir múltiples áreas de Corteza visual de humanos y monos: el mapeo del dipolo en cuña [9] [10] . Este modelo ha sido verificado para la corteza visual humana [11] [ enlace muerto permanente ] , junto con Jon Polimeni, Oliver Hinds, Mukund Balasubramanian y sus colegas Bruce Fischl y Larry Wald, utilizando imágenes de resonancia magnética funcional de alta resolución, estableciendo el modelo de cuña-dipolo como uno de los pocos modelos matemáticos de estructura neuroantaómica con una verificación experimental detallada.
Aplanamiento cerebral computarizado
Un aspecto crítico de este trabajo fue el desarrollo de métodos de aplanamiento cerebral. El primer método totalmente preciso de aplanamiento cortical fue desarrollado por Schwartz en 1986, basado en el cálculo de distancias geodésicas mínimas exactas en una malla poliédrica que representa la superficie cortical [12] [ enlace muerto permanente ] [13] , junto con escalado multidimensional métrico [ 14] . Variantes de este algoritmo, especialmente las mejoras recientes aportadas en el trabajo de tesis de Mukund Balasubramanian (ver [15] ) subyacen a los enfoques cuantitativamente precisos más actuales para el aplanamiento cortical.
Estructura columnar cortical
Vórtices de orientación
En 1977, Schwartz señaló que el modelo de hipercolumna de Hubel y Weisel implicaba la existencia de un vórtice periódico como patrón de singularidades de orientación a través de la superficie de la corteza visual. Específicamente, la parte angular de la función de logaritmo complejo, vista como un mapa espacial, proporcionó una posible explicación de la estructura de la hipercolumna, que en el lenguaje actual se denomina estructura de "molinete" de la corteza visual [16] . En 1990, junto con Alan Rojer, Schwartz demostró que tales estructuras de "vórtice" o "molinete", junto con el patrón de columna de dominancia ocular asociado en la corteza, podrían ser causadas por el filtrado espacial de vectores aleatorios o ruido espacial escalar, respectivamente. Antes de este trabajo, la mayor parte del modelado de columnas corticales se realizaba en términos de modelos de "red neuronal" algo opacos y torpes: el ruido filtrado por paso de banda se convirtió rápidamente en una técnica de modelado estándar para la estructura columnar cortical. En 1992, Rojer y Schwartz demostraron que la formación de vórtices de orientación cortical era una consecuencia topológica de la definición de orientación: cualquier correlación local, incluido el filtrado de paso bajo, causaría una aparente formación de "vórtices" [17] . Esta observación se utilizó más tarde, a través de la simulación de Monte Carlo de la dispersión de fotones en el tejido cerebral, para demostrar que gran parte de la estructura moderna de grabación óptica "rueda de clavija" está significativamente contaminada por artefactos debido a la producción topológica y la aniquilación de ruedas de clavijas corticales espúreas , debido a la naturaleza de paso bajo de la grabación óptica actual, que tiene un suavizado físico intrínseco en el rango de 300 micrómetros [18] .
Visión computarizada activa variante espacial
Además de este trabajo en imágenes cerebrales y neuroanatomía funcional, Schwartz ha desarrollado una serie de algoritmos y dispositivos robóticos relacionados con el campo de la visión por computadora de variante espacial. La motivación clave de este trabajo son las observaciones de la estructura espacial detallada en los sistemas visuales biológicos, relacionados con la arquitectura fuertemente variante espacial (es decir, foveal). Junto con los estudiantes Giorgio Bonmassar [20], Bruce Fischl [19] y Leo Grady [21] se han desarrollado algoritmos para la visión por ordenador de variantes espaciales y la difusión no lineal. El trabajo inédito de George Kierstein se completó durante su programa de doctorado antes de completarlo al graduarse con una maestría [Ver enlaces externos para la biografía].
Ver también
- visuotopía
Notas
- ^ Eric Schwartz, miembro de la facultad de ECE desde hace mucho tiempo, lamentó
- ^ "Cns-web.bu.edu/" . Archivado desde el original el 23 de junio de 2018 . Consultado el 26 de diciembre de 2007 .
- ^ Universidad de Boston - Departamento de ECE
- ^ "Dpto. De Anatomía y Neurobiología BUSM" . Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2007 . Consultado el 26 de diciembre de 2007 .
- ^ "Columbia.edu" . Archivado desde el original el 14 de mayo de 2008 . Consultado el 16 de enero de 2008 .
Referencias
- [1] Neurociencia computacional (1990). Ed. Eric L. Schwartz, MIT Press, Cambridge, MA
- [2] Departamento de Sistemas Cognitivos y Neurales, Universidad de Boston
- [3] Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática, Universidad de Boston
- [4] Departamento de Anatomía y Neurobiología, Facultad de Medicina de la Universidad de Boston
- [5] Cámara de vídeo esférica en miniatura (1,5 pulgadas) que realiza movimientos sacádicos de alta velocidad (1500 grados / seg) ver BB Bederson, RS Wallace y EL Schwartz (1994). Un actuador de giro e inclinación en miniatura: el motor de puntero esférico. Transacciones IEEE sobre robótica y automatización, 10 (3): 298-308, [19]
- [6] Sensor prototipo CMOS variante espacial
- [7] RS Wallace, PW Ong, BB Bederson y EL Schwartz (1994). Procesamiento de imágenes en variante espacial. Revista Internacional de Visión por Computador, 13 (1): 71-90, http://eslab.bu.edu/publications/articles/1994/wallace1994space.pdf
- [8] Chasis RC modificado que lleva el sistema DSP cuádruple T40 Texas Instruments y el controlador de PC, impulsado de forma autónoma sin control humano en Beacon Street, 1992 (Vision Applications, Inc.)
- [9] EL Schwartz. La estructura analítica del mapeo retinotópico de la corteza estriada [Resumen]. Sociedad de Resúmenes de Neurociencia, 2 (1636): 1133,1976. http://eslab.bu.edu/publications/abstracts/1976/schwartz1976analytic.pdf
- [10] Eric L. Schwartz (1977) Mapeo espacial en la proyección sensorial de primates: estructura analítica y relevancia para la percepción. Cibernética biológica, 25 (4): 181-194 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1977/schwartz1977spatial.pdf
- [11] Eric L. Schwartz, David R. Christman y Alfred P. Wolf (1984). Topografía de la corteza visual primaria humana obtenida mediante tomografía de positrones. Brain Research, 294 (2): 225-230. http://eslab.bu.edu/publications/articles/1984/schwartz1984human.pdf
- [12] EL Schwartz (1984). Correlaciones anatómicas y fisiológicas de la computación visual desde la corteza estriada hasta la infero-temporal. Transacciones IEEE sobre sistemas, hombre y cibernética, 14 (2): 257-271 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1984/schwartz1984anatomical.pdf
- [13] Mukund Balasubramanian, Jonathan Polimeni y Eric L. Schwartz (2002). El complejo V1-V2-V3: mapas de dipolos cuasiconformales en la corteza estriada y extraestriada de primates. Redes neuronales, 15 (10): 1157-1163 http://eslab.bu.edu/publications/articles/2002/balasubramanian2002v1-v2-v3.pdf
- [14] Jonathan R. Polimeni, Mukund Balasubramanian y Eric L. Schwartz (2006). Complejos de mapas visuotópicos de áreas múltiples en la corteza estriada y extraestriada de macacos. Investigación de la visión, 46 (20): 3336-3359 http://eslab.bu.edu/publications/articles/2006/polimeni2006multi-area.pdf
- [15] Jonathan R. Polimeni, Olive P. Hinds, Mukund Balasubramanian, Bruce Fischl y Eric L. Schwartz (2006). Caracterización de la visuotopía cortical en humanos y macacos: similitudes cuantitativas entre sujetos y especies [Resumen]. NeuroImage, 31 (1): S198, 2006. http://eslab.bu.edu/publications/abstracts/2006/polimeni2006characterization.pdf
- [16] Jonathan R. Polimeni, Domhnull Granquist-Fraser, Richard J. Wood y Eric L. Schwartz. Límites físicos a la resolución espacial de la grabación óptica: aclarar la estructura espacial de las hipercolumnas corticales. Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, 102 (11): 4158-4163, 15 de marzo de 2005. http://eslab.bu.edu/articles/2006/polimeni2006multi-area.pdf
- [17] Ben B. Bederson, Richard S. Wallace y Eric Schwartz. Un sistema de visión activa de variante espacial en miniatura: Cortex-I. Visión artificial y aplicaciones, 8 (2): 101-109,1995. http://eslab.bu.edu/publications/articles/1994/bederson1994miniature.pdf
- [18] WC Carithers, T. Modis, DR Nygren, TP Pun, EL Schwartz, H. Sticker, J. Steinberger, P. Weilhammer y JH Christenson. Observación de la desintegración kl0 -> mu + mu-. Physical Review Letters, 30 (26): 1336-1340, 25 de junio de 1973. http://eslab.bu.edu/publications/articles/1973/carithers1973observation.pdf
- [19] Filtrado adaptativo no local: una alternativa rápida a la difusión anisotrópica para la segmentación de imágenes. Transacciones IEEE sobre análisis de patrones e inteligencia de máquinas, 21 (1): 42-48 http://eslab.bu.edu/publications/articles/ 1999 / fischl1999adaptive.pdf Enero de 1999.
- [20] Giorgio Bonmassar y Eric L. Schwartz. Análisis de Fourier de la variante espacial: la transformada de chirp exponencial. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 19 (10): 1080-1089, octubre de 1997 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1997/bonmassar1997fourier.pdf
- [21] Leo Grady y Eric L. Schwartz. Partición de gráficos isoperimétricos para agrupación de datos y segmentación de imágenes. Transacciones IEEE sobre análisis de patrones e inteligencia de máquinas, 28 (3): 469-475, 2006 http://eslab.bu.edu/publications/articles/2006/grady2006isoperimetric_a.pdf
enlaces externos
- Página de inicio del laboratorio (no disponible)
- George Kierstein