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余 山    博士,研究员
余山,1978年2月生,博士,研究员。2000年毕业于中国科学技术大学生物系,2005年于中国科学技术大学获生物学博士学位。2005年至2014年分别在德国马克斯普朗克脑研究所及美国国立精神卫生研究所从事博士后研究。2014年9月入选中国科学院“百人计划”,加入中科院自动化研究所,任模式识别国家重点实验室以及脑网络组研究中心研究员,博士生导师。现主持中科院百人计划项目及国家自然科学基金委面上项目各一项。
主要研究方向及内容

1、脑信息处理的神经网络机制
大脑皮层实现感觉、运动、认知等各种功能依赖于巨量相互作用的神经元构成的复杂网络结构。理解这一庞大而复杂的神经网络如何对信息进行解码、编码和处理是理解大脑工作原理的一个重要方面。这涉及神经元相互作用的结构,神经群体编码,神经网络内部及不同网络之间的通讯方式,网络状态的调控等基本问题。我们使用多道微电极阵列在完成各种行为任务(比如工作记忆)的动物模型上记录神经网络的活动,并结合复杂网络、信息论、统计力学等理论框架对实验数据进行分析,研究神经网络信息处理的基本规律。

2、借鉴神经信息处理机制改进现有信息处理系统
大脑依赖于海量神经元构成的网络进行信息处理。每一个神经元功能相对简单,但整体网络所涌现的信息处理能力确非常强大。其中所蕴含的基本原理是发展类脑计算的核心知识。目前对于海量简单个体所组成的复杂系统中的涌现行为,最为深入的研究来自于统计物理。而其中与大脑信息处理最为相关的领域是临界系统的研究。临界态系统在信息处理的各个方面,均有令人瞩目的优势。而近年来脑科学的研究,也证实将神经网络组织于临界状态,可能是大脑能进行高效信息处理的核心原因之一。因此,我们拟深入研究大脑皮层自发组织于临界状态的机制及其对脑信息处理的作用,并研究如何将这些基本原理转化为实际的计算能力,即如何运用相关知识,开发相应的硬件和软件系统,并最终实现成果转化,形成实际应用的能力。

代表性论文

Yu, S.,* Klaus, A., Yang, H., Plenz, D. (2014) Scale-invariant neuronal avalanche dynamics and the cut-off in size distributions. PLoS ONE 9(6): e99761.

Yu, S.,* Yang, H., Shriki, O., Plenz, D. (2013) Universal organization of resting brain activity at the thermodynamic critical Point. Frontiers in Systems Neuroscience00042.

Fu, Y., Yu, S., Ma, Y., Wang, Y., Zhou, Y. Functional degradation of the primary visual cortex during early senescence in rhesus monkeys. Cerebral Cortex23(12):2923-31 

Yu, S., Yang, H., Nakahara, H., Santos, G.S., Nikolić, D., Plenz, D. (2011) Higher-order interactions characterized in cortical activities. The Journal of Neuroscience 31(48):17514-17526

Havenith, M.N., Yu, S., Biederlack, J., Chen, N., Singer, W., Nikolić, D. (2011) Synchrony makes neurons fire in sequence, and stimulus properties determine who is ahead. The Journal of Neuroscience 31(23):8570-8584

Yu, S. ,*Nikolić, D. (2011)Quantum mechanics needs no consciousness. Annalen der Physik 523(11): 931–938

Klaus, A., Yu, S., Plenz, D. (2011) Statistical analyses support power law distributions found in neuronal avalanches. PLoS ONE 6(5):e19779

Shew, W.L., Yang, H., Yu, S., Roy, R., Plenz, D. (2011) Information capacity and transmission are maximized in balanced cortical networks with neuronal avalanches. The Journal of Neuroscience 31(1):55-63.

Yu, S., Huang, D., Singer, W., Nikolić, D. (2008) A small world of neuronal synchrony. Cerebral Cortex 18(12):2891-2901

Yu, S., Wang, Y., Li, X., Zhou, Y., Leventhal, A.G. (2006) Functional degradation of extrastriate visual cortex in senescent rhesus monkeys. Neuroscience 140(3):1023-1029

Yu, S., Wang, X.S., Fu, Y., Zhang, J., Ma, Y.Y., Wang, Y.C., Zhou, Y.F. (2005) Effects of age on latency and variability of visual response in monkeys. Chinese Science Bulletin 50(11):1163-1165

Yu, S., Liu, N., Zeng, T., Tian, S., Chen, N., Zhou, Y., Ma, Y.Y. (2004) Age-related effects of bilateral frontal eye fields lesions on rapid eye movements during REM sleep in rhesus monkeys.  Neuroscience Letters 366(1):58-62

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