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November, 25th, 2020
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Marcelo Rozenberg
CNRS, Paris
March 19, 2025

Dynamics of neural motifs realized with a minimal memristive neuro-synaptic unit
The use of electronic circuits to model neural systems goes back to C. Mead and is present in models, from leaky-integrate-and-fire to Hodking-Huxley. Simulating neural network with analog hardware is attractive: it allows to implement neurocomputations in real time without discretization approximations, it has perfect simulation-time scaling with system size, and it provides ready-to-deploy neuromorphic circuit for applications. There are implementations in CMOS technology, however, they are complex, require sophisticated fabrication facilities and, most important, suffer from significant device mismatch. In a radically different approach, based on the concept of memristors, we introduce a neuro-synaptic circuit of unprecedented simplicity, with readily available cheap off-the-shelf electronic components, that can quantitatively reproduce textbook theoretical neuron and synaptic current models. Our neuron circuits can avoid the mismatch problem and are easily tuneable at bio-compatible time-scales. We first introduce a voltage-gated conductance bursting neuron model that produces spike traces that bare striking similarity to experimental recordings. We then introduce synaptic current circuits and show the modularity of our method implementing neurocomputing primitives of basic network motifs, including CPGs. With this "theoretical hardware" approach we show: (i) that neuron adaptation and self-excitation can be viewed as a self-consistent dynamical problem; (ii) that a dynamical memory can be minimally implemented with a single recursive spiking neuron; (iii) that an adaptive membrane current reveals a connection between bursting and the driven harmonic oscillator, perhaps pointing to a neural correlate of the pendular limb motion. Finally we discuss the limitation of the approach to networks of mid-size and its potential application for brain-machine-interfaces, robotics and AI.
Eve of Cosyne
No Seminar
March 26, 2025
The following day of Cosyne​
No Seminar
April 2, 2025
James DiCarlo
MIT
April 9, 2025

Carl van Vreeswijk Memorial Lecture
​
TBA
​
April 16, 2025
No Seminar
Daniel Durstewitz
Central Institute of
Mental Health, Mannheim
April 23, 2025
TBA

​
April 30, 2025
No Seminar
Yohai Bar-Sinai
Tel Aviv University
May 7, 2025
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TBA
Tomoki Fukai
Okinawa Institute of Science and Technology
May 14, 2025

TBA
Alexei Koulakov
Cold Spring Harbor Laboratory
May 21, 2025
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TBA
Nischal Mainali
May 28, 2025

TBA
Bing Wen Brunton
University of Washington
Seattle
June 4, 2025
TBA
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Ulises Pereira Oblinovic
Allen Institute
June 11, 2025

TBA
Riccardo Zecchina
Bocconi University, Milano
June 18, 2025
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TBA
TBA
June 25, 2025
VVTNS Fifth Season Closing Lecture