エリック・L・シュワルツ

エリック・L・シュワルツ（1947年 - 2018年12月31日）^[1]は、ボストン大学の認知神経システム教授、 ^[2]電気・コンピュータ工学教授、^[3]解剖学・神経生物学教授^[4]でした。以前は、ニューヨーク大学メディカルセンターの精神医学准教授、ニューヨーク大学クーラント数学研究所のコンピュータサイエンス准教授を務めていました。

彼は、1985 年にシステム開発財団の支援を受けてカリフォルニア州カーメルで開催されたこのタイトルの会議を組織することで、計算神経科学という用語を導入しました。プログラム ディレクターのチャールズ スミスの奨励により、この会議の議事録は後に MIT Press(1990) によって出版され、それまでニューラル ネットワーク、ニューラル モデリング、脳理論、理論神経科学、その他さまざまな用語で呼ばれていた関連分野の進歩の概要を提供しました。この会議と、その後の書籍の形での出版により、これらの分野が空間的および時間的測定の次元に沿って整理され、「計算神経科学」という用語の使用が導入されました。その後の数十年間で、多数の大学の学部とプログラムがこの包括的なタイトルを採用しました。

1980年代後半、シュワルツはシステム開発財団の支援を受けて計算神経科学研究所を設立し、その後1990年に国防高等研究計画局（DARPA）の支援を受けてビジョン・アプリケーションズ社を設立し、小型の空間可変視覚システム用のアクチュエータ、センサー、アルゴリズムの開発に努めた。ビジョン・アプリケーションズで開発された特許には、新しい球面駆動モーター [1] Archived 2010-07-26 at the Wayback Machine、CMOS VLSI log-plarセンサープロトタイプ [2] Archived 2010-07-26 at the Wayback Machine、空間可変画像のリアルタイム合成アルゴリズム [3] Archived 2008-07-25 at the Wayback Machine などがある。

この研究の成果は、小型自律走行車の構築につながり、これは人間の支援なしにボストンの路上で走行した最初の車両となった（1992年）[4] 。Wayback Machineで2007-07-02にアーカイブされています。

エリック・シュワルツは1947年にニューヨーク市でジャックとエディス・シュワルツの子として生まれた。ブロンクス科学高等学校、コロンビア大学（化学と物理学専攻）に進学し、1965年にはアイビーリーグ、ECAC、NCAA選​​手権コロンビアライオンズフェンシングチーム（サーベル）のメンバーとなり、^[5]コロンビア大学（高エネルギー物理学博士、J.スタインバーガー[22]の支援を受け）に入学した。

物理学の学位取得後、神経生理学の博士研究員として E. ロイ ジョンの研究室に加わり、1979 年にジョンの研究室とともにニューヨーク大学に精神医学研究准教授として移り、1990 年に精神医学およびコンピュータ サイエンスの准教授に昇進しました。1992 年にボストン大学に移り、認知神経システム、電気およびコンピュータ エンジニアリング、解剖学および神経生物学の教授に就任しました。彼は妻ヘレンと娘アンナ モリーとともにマサチューセッツ州ブルックラインに住んでいました。

網膜に記録された視覚像が神経活動の秩序だった2次元パターンの形で視覚皮質に中継されることは世紀の変わり目から知られていたが（視覚トポグラフィックマッピング、網膜トポグラフィックマッピング）、霊長類におけるこのマッピングの最初の2次元数学的記述は1976年にシュワルツによって提供され [5] Archived 2006-09-09 at the Wayback Machine、1977年に [6] Archived 2006-09-08 at the Wayback Machine、そして協力者のアル・ウルフとデイブ・クリストマンとともに陽電子断層撮影法によるヒト皮質網膜トポグラフィーの初めての直接可視化を提供した [7] Archived 2006-09-09 at the Wayback Machine。

これらの理論論文は、複素対数マッピング、対数極マッピング、または単極マッピングがサルの視覚皮質の網膜トピーの良好な近似であることを示し、後に周辺視覚表現を表す第 2 の対数特異点を含むように拡張された、双極子モデル [8] Archived 2013-07-21 at the Wayback Machineこの記述は、視覚皮質の大規模機能アーキテクチャの現在の事実上の標準モデルであり、最近 (2002–2006)、大学院生の Mukund Balasubramanian と Jonathan Polimeni によって拡張され、ヒトとサルの視覚皮質の複数の領域を記述するくさび型双極子マッピング [9] Archived 2008-07-25 at the Wayback Machine [10] Archived 2008-07-25 at the Wayback Machine。このモデルは、ジョン・ポリメニ、オリバー・ハインズ、ムクンド・バラスブラマニアン、同僚のブルース・フィッシュル、ラリー・ウォルドとともに、高解像度機能的磁気共鳴画像法を用いて人間の視覚皮質[11] ^{[永久リンク}切れ ‍ ]に対して検証されており、くさび双極子モデルは詳細な実験検証を伴う神経解剖学的構造の数学的モデルの非常に数少ないものの1つとして確立されています。

この研究の重要な側面は、脳の平坦化方法の開発でした。皮質平坦化の最初の完全に正確な方法は、1986年にシュワルツによって開発されました。これは、皮質表面を表す多面体メッシュ上の正確な最小測地線距離の計算に基づいており [12] ^{[ permanent dead link ‍ ]} [13] Archived 2006-09-08 at the Wayback Machine、およびメトリック多次元尺度法 [14] Archived 2006-09-05 at the Wayback Machineに基づいています。このアルゴリズムのバリエーション、特にMukund Balasubramanianの学位論文で貢献された最近の改良（[15] Archived 2010-07-28 at the Wayback Machineを参照）は、皮質平坦化に対する現在の定量的に正確なアプローチのほとんどの基礎となっています。

1977年、シュワルツは、ヒューベルとワイゼルのハイパーコラムモデルは、視覚皮質の表面全体に周期的な渦のような方向特異点のパターンが存在することを示唆していると指摘した。具体的には、複素対数関数の角度部分を空間マップとして見ると、ハイパーコラム構造の可能な説明が提示され、これは現在では視覚皮質の「風車」構造と呼ばれている [16] Archived 2006-09-09 at the Wayback Machine。1990年、シュワルツはアラン・ロジャーとともに、このような「渦」または「風車」構造と、それに関連する皮質の眼優位コラムパターンが、それぞれランダムベクトルまたはスカラー空間ノイズの空間フィルタリングによって引き起こされる可能性があることを示した。この研究以前は、皮質柱のモデリングは、ほとんどがやや不透明で扱いにくい「ニューラル ネットワーク」モデルに基づいていました。バンドパス フィルター ノイズは、すぐに皮質柱状構造の標準的なモデリング手法になりました。1992 年に、Rojer と Schwartz は、皮質配向渦の形成は配向の定義の位相的な結果であることを実証しました。ローパス フィルターを含むあらゆる局所的な相関は、明らかな「渦」の形成を引き起こします [17] Archived 2008-01-20 at the Wayback Machine。この観察結果は後に、脳組織における光子散乱のモンテカルロシミュレーションによって、現代の光学記録の「ピンホイール」構造の多くが、300マイクロメートルの範囲で固有の物理的平滑化を持つ現在の光学記録のローパス特性による偽の皮質ピンホイールの位相的生成と消滅によるアーティファクトによって著しく汚染されていることを実証するために使用された[18] Archived 2008-07-25 at the Wayback Machine。

脳画像と機能的神経解剖学におけるこの研究に加えて、シュワルツは空間可変コンピュータビジョンの分野に関連するアルゴリズムとロボットデバイスを多数開発しました。この研究の主な動機は、生物学的視覚システムの詳細な空間構造の観察であり、これは空間可変性の高い（つまり中心窩の）構造に関連しています。空間可変コンピュータビジョンと非線形拡散のアルゴリズムは、学生のジョルジオ・ボンマサー[20]、ブルース・フィッシュル[19]、レオ・グレイディ[21]と共同で開発されました。ジョージ・キアスタインによる未発表の研究は、修士号を取得する前に博士課程で完成されました[経歴については外部リンクを参照してください]。

• 視覚的

[1] 計算神経科学（1990年）。エリック・L・シュワルツ編、MIT出版、マサチューセッツ州ケンブリッジ

[2] ボストン大学認知神経システム学部

[3] ボストン大学電気・コンピュータ工学部

[4] ボストン大学医学部解剖学・神経生物学科

[5] 高速サッケード運動（1500度/秒）を実行する小型球面ビデオカメラ（1.5インチ）については、BB Bederson、RS Wallace、EL Schwartz（1994）を参照。小型パンチルトアクチュエータ：球面ポインティングモーター。IEEE Transactions on Robotics and Automation、10（3）：298-308、[19] 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ

[6] 宇宙対応CMOSプロトタイプセンサー

[7] RS Wallace、PW Ong、BB Bederson、EL Schwartz(1994)。空間バリアント画像処理。International Journal of Computer Vision、13(1):71-90、http://eslab.bu.edu/publications/articles/1994/wallace1994space.pdf 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ

[8] テキサスインスツルメンツのT40 DSPシステムとPCコントローラを搭載した改造RCシャーシが、ビーコンストリートで人間の制御なしに自律走行した、1992年（Vision Applications, Inc.）

[9] EL Schwartz. 線条体皮質の網膜マッピングの解析的構造 [抄録]. Society for Neuroscience Abstracts,2(1636):1133,1976. http://eslab.bu.edu/publications/abstracts/1976/schwartz1976analytic.pdf 2006-09-09にWayback Machineでアーカイブ

[10] エリック・L・シュワルツ（1977）霊長類の感覚投射における空間マッピング：分析構造と知覚との関連性。生物サイバネティクス、25（4）：181-194 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1977/schwartz1977spatial.pdf 2006-09-08にWayback Machineでアーカイブ

[11] Eric L. Schwartz、David R. Christman、Alfred P. Wolf(1984)。陽電子断層撮影によるヒト一次視覚皮質トポグラフィー。Brain Research、294(2):225-230。http://eslab.bu.edu/publications/articles/1984/schwartz1984human.pdf 2006-09-09にWayback Machineでアーカイブ

[12] EL Schwartz(1984)。視覚計算における線条体から下側頭葉皮質までの解剖学的および生理学的相関。IEEE Transactions on Systems, Man, and Cyber​​netics, 14(2):257-271 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1984/schwartz1984anatomical.pdf 2013-07-21にWayback Machineでアーカイブ

[13] Mukund Balasubramanian、Jonathan Polimeni、Eric L. Schwartz(2002)。V1-V2-V3複合体：霊長類の線条体および線条体外皮質における準共形双極子マップ。ニューラルネットワーク、15(10):1157-1163 http://eslab.bu.edu/publications/articles/2002/balasubramanian2002v1-v2-v3.pdf 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ

[14] Jonathan R. Polimeni、Mukund Balasubramanian、Eric L. Schwartz(2006)。マカクザルの線条体および線条体外皮質における多領域視覚地図複合体。視覚研究、46(20):3336-3359 http://eslab.bu.edu/publications/articles/2006/polimeni2006multi-area.pdf 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ

[15] Jonathan R. Polimeni、Olive P. Hinds、Mukund Balasubramanian、Bruce Fischl、Eric L. Schwartz(2006)。ヒトとマカクザルの皮質視覚特性：被験者と種間の定量的類似性[要約]。NeuroImage、31(1):S198、2006。http://eslab.bu.edu/publications/abstracts/2006/polimeni2006characterization.pdf 2010-07-28にWayback Machineでアーカイブ

[16] ジョナサン・R・ポリメニ、ドムヌル・グランキスト・フレイザー、リチャード・J・ウッド、エリック・L・シュワルツ。光学記録の空間分解能の物理的限界：皮質ハイパーコラムの空間構造の解明。米国科学アカデミー紀要、102(11):4158-4163、2005年3月15日。http://eslab.bu.edu/articles/2006/polimeni2006multi-area.pdf

[17] Ben B. Bederson、Richard S. Wallace、Eric Sc​​hwartz。小型の空間可変型アクティブビジョンシステム：Cortex-I。マシンビジョンとアプリケーション、8(2):101-109、1995。http://eslab.bu.edu/publications/articles/1994/bederson1994miniature.pdf 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ

[18] WC Carithers、T. Modis、DR Nygren、TP Pun、EL Schwartz、H. Sticker、J. Steinberger、P. Weilhammer、JH Christenson。kl0 -> mu+ mu-崩壊の観測。Physical Review Letters、30(26):1336-1340、1973年6月25日。http://eslab.bu.edu/publications/articles/1973/carithers1973observation.pdf

[19] 適応型非局所フィルタリング：画像セグメンテーションにおける異方性拡散の高速代替手段。IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、21(1):42-48 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1999/fischl1999adaptive.pdf 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ、1999年1月。

[20] Giorgio Bonmassar と Eric L. Schwartz。空間可変フーリエ解析: 指数チャープ変換。IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、19(10):1080-1089、1997 年 10 月 http://eslab.bu.edu/publications/articles/1997/bonmassar1997fourier.pdf 2008 年 7 月 25 日にWayback Machineにアーカイブされました

[21] Leo GradyとEric L. Schwartz。データクラスタリングと画像セグメンテーションのための等周グラフ分割。IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、28(3):469-475、2006 http://eslab.bu.edu/publications/articles/2006/grady2006isoperimetric_a.pdf 2008-07-25にWayback Machineでアーカイブ

• ラボホームページ (利用不可) 2007-12-23 にWayback Machineでアーカイブ
• ジョージ・キアスタイン