Gabriel A. Silva - Gabriel A. Silva

Gabriel A. Silva
Státní občanstvíUSA, Kanada
Známý jakoVýpočetní a teoretická neurověda. Neurobiologie vápníku a astrocytů. Nanotechnologie.
OceněníCollege of Fellows of the American Institute of Medical and Biological Engineering (AIMBE; 2016)

Americká společnost strojních inženýrů (ASME) Y.C. Fung Young Investigator Medal (2008)

Nadace Wallace Coulter Early Career Award (2007)
Akademické pozadí
Alma materUniversity of Toronto

University of Illinois v Chicagu

Northwestern University
Akademičtí poradciSamuel Stupp, Northwestern University

Jack Kessler, Northwestern University

David Pepperberg, University of Illinois v Chicagu

Elizabeth Theriault, University of Toronto
Akademická práce
Hlavní zájmyVýpočetní a teoretická neurověda. Systémová neurověda. Aplikovaná matematika. Strojové učení.
webová stránkawww.silva.ucsd.edu

Gabriel Alejandro Silva je teoretický a výpočetní neurolog a bioinženýr, profesor bioinženýrství na Jacobs School of Engineering a profesor neurověd na lékařské fakultě Kalifornská univerzita v San Diegu (UCSD). Je také zakládajícím ředitelem Centra pro inženýrskou přirozenou inteligenci (CENI) na UCSD a je Jacobs Faculty Endowed Scholar in Engineering.

Další jmenování zastává na Katedře nanoinženýrství, BioCircuits Institute, Neurosciences Graduate Programme, Computational Neurobiology Programme a Institute for Neural Computation.

Výzkum

Výzkum provedený Silvou a jeho spolupracovníky je zaměřen na matematiku, fyziku a inženýrství dynamiky struktury a funkce v prostoročasových geometrických sítích v mozku. Cílem je pochopit, jak tvar a signalizační dynamika jednotlivých neuronů a astrocytů, konektivita a geometrie sítí neuronů a sítě interagujících oblastí mozku produkují algoritmické a funkční vlastnosti, které umožňují mozku učit se, počítat a zpracovávat informace a data.

Souvisejícím cílem je pochopit, jaké změny v těchto procesech u poruch autistického spektra a souvisejících neurodevelopmentálních poruch. Z pohledu inženýrství vyvíjejí matematické modely a algoritmy odvozené z porozumění biologickému mozku, aby vytvořily strojové učení nové generace a rozhraní mozkových strojů, které se mohou učit a přizpůsobovat jejich prostředí a novým datům bez předchozího školení.

Brzká práce

Silvova raná práce během jeho mistrů zahrnovala zkoumání fyziologie nervových gliových buněk astrocytů v míše a poranění míchy.

Jeho Ph.D. práce modelovala neurofyziologii a dynamiku vápníku tyčových fotoreceptorových neuronů v sítnici. Silvova diplomová práce zahrnovala elektrofyziologii sítnice pomocí metody zvané párová záblesková elektroretinografie a modelování výsledných dat, aby bylo možné pochopit, jak se fotoreceptory tyčí přizpůsobují měnícím se úrovním světla.

Jeho postdoktorandská práce v Northwestern byla zaměřena na vývoj a využití nanotechnologií aplikovaných na neurovědy. Silva a jeho kolegové konkrétně prokázali, že nervové progenitorové kmenové buňky mohou být indukovány k diferenciaci na neurony po samovolném zapouzdření do peptidových amfifilních nanovláken.

Na UCSD

Silvova práce na UCSD zahrnovala experimentální neurovědu, teoretickou a výpočetní neurovědu a neurální inženýrství.

Pracoval na matematickém a fyzickém modelování a simulacích nervových procesů v molekulárním, buněčném a systémovém měřítku za účelem pochopení toho, jak struktury v mozku představují a zpracovávají informace, se zvláštním zaměřením na modelování dynamiky vápníkové signalizace neurálních astrocytů gliové buňky.[1][2][3][4][5][6][7][8][nadměrné citace ] Pracoval také na práci zaměřenou na teoretickou analýzu dynamické signalizace v sítích [1][2][3][5][6][9][7][nadměrné citace ] Vyvinul novou architekturu strojového učení, která se bude moci učit bez předchozího školení nebo vystavení datům.[2][8][9]

Aplikovaná nanotechnologie

Předtím během postdoktu pracoval na vývoji samoobslužných nanotechnologií pro regeneraci nervů a na optimalizaci chemicky funkcionalizovaných kvantových teček za účelem dosažení vysokého rozlišení zobrazení buněčné struktury a dynamiky vápníku na UCSD[10].[11][12][13][nadměrné citace ] V poslední době byla skupina Silva ve spolupráci s Nanovision Biosciences jednou z několika laboratoří zapojených do vývoje chirurgicky implantovatelné optoelektronické nervové protézy pro obnovení vidění[14][15][16][nadměrné citace ] Předchozí publikovaná práce Silvy se zabývala traumatickým poraněním míchy a reaktivní gliózou, Alzheimerovou chorobou, protézou sítnice a nejnověji systémovou neurovědou o poruchách autistického spektra (ASD) a souvisejících neurodevelopmentálních poruchách.[1][10][15][17][16][nadměrné citace ]

Vyznamenání

Silva v roce 2017 byl jmenován Jacobs Faculty Endowed Scholar in Engineering a v roce 2016 byl zvolen do College of Fellows of the American Institute of Medical and Biological Engineering ...[18]. V roce 2008 mu byla udělena cena YC Fung Young Investigator Award a medaile Americké společnosti strojních inženýrů (ASME)[19][20]

Byl uveden v díle na tribuně v San Diegu „Život vědce: 10 věcí, které udělal Gabriel Silva z UCSD“.[21] Jeho práce byla uvedena a napsána v mnoha zprávách a populárně-vědeckých zdrojích.[22][23][24][25][26][27][28][29][nadměrné citace ]

Reference

  1. ^ A b C Chow, S.K .; Yu, D .; MacDonald, C. L .; Buibas, M .; Silva, G. A. (2010). „SAGE Journals: Your gateway to world-class journal research“. ASN Neuro. 2 (1): e00026. doi:10.1042 / an20090035. PMC  2810812. PMID  20001968.
  2. ^ A b C Buibas, Marius; Silva, Gabriel A. (2010-10-21). "Rámec pro simulaci a odhad stavu a funkční topologie složitých dynamických geometrických sítí". Neurální výpočet. 23 (1): 183–214. arXiv:0908.3934. doi:10.1162 / NECO_a_00065. ISSN  0899-7667. PMID  20964542. S2CID  7598187.
  3. ^ A b Silva, Gabriel A .; Zpěvák, Zakary; Lee, Ian Y .; Chow, Siu-Kei; Buibas, Marius; Yu, Diana (01.03.2009). "Charakterizace vápníkem zprostředkované intracelulární a mezibuněčné signalizace v rMC-1 gliové buněčné linii". Buněčné a molekulární bioinženýrství. 2 (1): 144–155. doi:10.1007 / s12195-008-0039-1. ISSN  1865-5033. PMC  2771886. PMID  19890481.
  4. ^ Hashemi, Mahboubeh; Buibas, Marius; Silva, Gabriel A. (2008-05-30). "Automatická detekce mezibuněčné signalizace v astrocytových sítích pomocí algoritmu konvergujících čtverců". Journal of Neuroscience Methods. 170 (2): 294–299. doi:10.1016 / j.jneumeth.2008.01.013. ISSN  0165-0270. PMC  2637820. PMID  18328570.
  5. ^ A b Silva, Gabriel A .; Nizar, Krystal; Yu, Diana; Buibas, Marius (01.08.2010). „Mapování časoprostorové dynamiky signalizace vápníku v buněčných neurálních sítích pomocí optického toku“. Annals of Biomedical Engineering. 38 (8): 2520–2531. doi:10.1007 / s10439-010-0005-7. ISSN  1573-9686. PMC  2900593. PMID  20300851.
  6. ^ A b Silva, Gabriel A .; MacDonald, Christopher (2013). "Pozitivní zpětnovazební buňka signalizující nukleační model dynamiky astrocytů". Hranice v Neuroengineeringu. 6: 4. doi:10.3389 / fneng.2013.00004. ISSN  1662-6443. PMC  3706728. PMID  23847529.
  7. ^ A b MacDonald, Christopher L .; Bhattacharya, Nirupama; Sprouse, Brian P .; Silva, Gabriel A. (2015-09-15). „Efektivní výpočet derivace frakční difúze Grünwald – Letnikov s využitím adaptivní paměti časového kroku“. Journal of Computational Physics. 297: 221–236. arXiv:1505.03967. Bibcode:2015JCoPh.297..221M. doi:10.1016 / j.jcp.2015.04.048. ISSN  0021-9991. S2CID  31532377.
  8. ^ A b Silva, Gabriel A. (2018-04-17). „Vliv signálních latencí a stavů refrakterních uzlů na dynamiku sítí“. arXiv:1804.07609 [q-bio.NC ].
  9. ^ A b Buibas, Marius; Silva, Gabriel A. (2015-05-15). "Algebraická identifikace efektivní konektivity omezených geometrických síťových modelů neurální signalizace". arXiv:1505.03964 [q-bio.NC ].
  10. ^ A b Stupp, Samuel I .; Kessler, John A .; Harrington, Daniel A .; Beniash, Elia; Neteř, Krista L .; Czeisler, Catherine; Silva, Gabriel A. (2004-02-27). „Selektivní diferenciace nervových progenitorových buněk nanovlákny s vysokou epitopovou hustotou“. Věda. 303 (5662): 1352–1355. Bibcode:2004Sci ... 303.1352S. CiteSeerX  10.1.1.1012.1883. doi:10.1126 / science.1093783. ISSN  1095-9203. PMID  14739465. S2CID  6713941.
  11. ^ Silva, Gabriel A. (2009-08-01), „Neurovědecká nanotechnologie: pokrok, příležitosti a výzvy“, Nanověda a technologie, Vydáno společně s Macmillan Publishers Ltd, UK, str. 251–260, doi:10.1142/9789814287005_0026, ISBN  9789814282680
  12. ^ Silva, Gabriel A. (03.03.2004). "Úvod do nanotechnologie a její aplikace v medicíně". Chirurgická neurologie. 61 (3): 216–220. doi:10.1016 / j.surneu.2003.09.036. ISSN  0090-3019. PMID  14984987.
  13. ^ Silva, Gabriel A. (2008-12-10). „Nanotechnologické přístupy k překročení hematoencefalické bariéry a dodávce léků do CNS“. BMC Neuroscience. 9 (3): S4. doi:10.1186 / 1471-2202-9-S3-S4. ISSN  1471-2202. PMC  2604882. PMID  19091001.
  14. ^ Kotov, Nicholas A .; Winter, Jessica O .; Clements, Isaac P .; Jan, Edward; Timko, Brian P .; Campidelli, Stéphane; Pathak, Smita; Mazzatenta, Andrea; Lieber, Charles M. (2009). "Nanomateriály pro neurální rozhraní". Pokročilé materiály. 21 (40): 3970–4004. doi:10.1002 / adma.200801984. hdl:2027.42/64336. ISSN  1521-4095.
  15. ^ A b Mojana, Francesca; Cheng, Lingyun; Bartsch, Dirk-Uwe G .; Silva, Gabriel A .; Kozak, Igor; Nigam, Nitin; Freeman, William R. (2008-08-01). „Role abnormální vitreomakulární adheze u makulární degenerace související s věkem: spektrální optická koherentní tomografie a chirurgické výsledky“. American Journal of Ophthalmology. 146 (2): 218–227.e1. doi:10.1016 / j.ajo.2008.04.027. ISSN  0002-9394. PMC  2735863. PMID  18538742.
  16. ^ A b Silva, Gabriel A .; Jin, Sungho; Davidson, Marie C .; Cao, Elizabeth; Pathak, Smita (2006-02-15). „Aplikace kvantové tečky pro neurovědy: nové nástroje pro zkoumání neuronů a gliových buněk“. Journal of Neuroscience. 26 (7): 1893–1895. doi:10.1523 / JNEUROSCI.3847-05.2006. ISSN  1529-2401. PMC  6674918. PMID  16481420.
  17. ^ Silva, Gabriel A. (01.02.2007). „Nanotechnologické přístupy pro dodávání léčiv a malých molekul přes hematoencefalickou bariéru“. Chirurgická neurologie. 67 (2): 113–116. doi:10.1016 / j.surneu.2006.08.033. ISSN  0090-3019. PMID  17254859.
  18. ^ „Gabriel Silva Gabriel A. Silva, Ph.D. Uveden do elity lékařského a biologického inženýrství - AIMBE“.
  19. ^ „Prof. Silva ocenil cenu a medaili mladého vyšetřovatele YC Fung“. Matematická neurovědecká laboratoř.
  20. ^ „Cena Y.C. Fung Early Career Award“. cdn.asme.org.
  21. ^ „Život vědce: 10 věcí, které udělal UCSD Gabriel Silva“. Matematická neurovědecká laboratoř.
  22. ^ „Chytání vln vápníku by mohlo poskytnout poznatky o Alzheimerově chorobě“. ScienceDaily.
  23. ^ „Samohybné lešení pro opravu míchy:‚ Tekutý 'můstek by mohl pomoci růst odříznutých nervových buněk “. 6. června 2004. Archivovány od originál dne 06.06.2004.
  24. ^ https://web.archive.org/we
  25. ^ „Chytání vln vápníku by mohlo poskytnout Alzheimerovu chorobu“ - přes www.eurekalert.org.
  26. ^ b / 20040605102614 /http://www.cbc.ca/stories/2004/01/22/neurons040122
  27. ^ Abbott, Alison (1. srpna 2003). „Nová dimenze biologie“. Příroda. 424 (6951): 870–872. doi:10.1038 / 424870a. PMID  12931155. S2CID  2615150 - přes www.nature.com.
  28. ^ Service, Robert F. (3. října 2003). „Molekulární lešení pomáhá zvedat plodinu neuronů“. Věda. 302 (5642): 46–47. doi:10.1126 / science.302.5642.46. PMID  14526056. S2CID  10729839 - přes science.sciencemag.org.
  29. ^ Gel NU kmenových buněk podporuje výzkum poranění páteře