吉妮

生物的导航能力对其觅食、寻偶、避害和找寻居所等生存需求至关重要。通过进化和自然选择，很多物种(从细菌到哺乳动物)都拥有了在复杂和不确定的自然环境中有效导航的强大能力。既往的研究发现不同的物种的导航行为在算法层面往往指向相似的原理(如细菌和线虫在非均匀环境中的运动都可用随机漫步(Biased Random Walk)模型解释)。与此同时，不同物种也通过进化或后天学习发展出特适于自身环境的感知和决策机制。了解生物体的导航算法以及其神经层面的控制机制，一方面可以揭示生物脑控制导航行为的神经原理，另一方面可为开发人工智能导航控制系统提供全新的思路。

实验室近期研究主要围绕三个方向展开：

1）将定量实验与机器学习和统计建模的手段结合，来描述和模拟动物导航行为，并在理论层面阐释其算法机理；

2）通过对导航行为中的动物进行全脑神经成像，结合大数据处理，动力系统建模以及光遗传学调控等跨学科手段，来揭示控制导航行为的完整神经环路；通过分析神经网络模型的非线性动态系统特性，来阐释这些神经环路的算法机理；

3）基于1)和2)结论，对不同物种以及通过训练的人工智能体的导航算法进行比较，深入理解生物神经算法的普适性和特异性。

我们欢迎不同背景的研究者加入我们的团队。无论你的背景是生物、神经学、理工科或其他，不论你爱好动手实验或数据挖掘、建模，只要你乐于、勇于探索大脑控制行为的奥秘，我们都欢迎你成为我们的一员（请联系niji@cibr.ac.cn）。

2020    美国女性科学家访学基金

2020    计算和系统神经学年会(COSYNE)旅行奖金

2017-2019    Charles A. King基金会博士后奖金

2016-2017    JFDP基金会博士后奖金

2015    海洋生物实验室计算图像处理课程奖金

2007-2011    Singleton博士奖学金

2010    冲绳科学技术学院访学奖金

2007-2009    Berea文理学院研究生奖金

2003-2007    Berea文理学院全额奖学金

Selected publications: (* denotes equal contribution)

1.Chen, J., An, J., Liu, Y., Ji, N. (2025). Brain Bandit: A Biologically Grounded Neural Network for Efficient Control of Exploration. ICLR 2025.

2. Ji, N., Madan, G.K., Fabre, G.I., Dayan, A., Baker, C.M., Kramer, T.S., Nwabudike, I, Flavell, S.W. (2021). A neural circuit for flexible control of persistent behavior states. eLife 2021;10:e62889.

3. Ji, N., Venkatachalam, V., Rodgers, H.D., Lim, M., Kawano, T., Clark, C.M., Alkema, M.J.*, Zhen, M.*, Samuel, A.D.T.* (2021). Corollary discharge promotes a sustained motor state in a neural circuit for navigation. eLife 2021;10:e68848.

4. Ji, N. and Flavell S.W. (2017) Hydra: Imaging nerve nets in action. Current Biology 27(8): R294-295.

5. Venkatachalam, V.*, Ji, N.*, Wang, X., Mitchell, J., Klein, M., Tabone, C., Clark, C. M., Greenwood, J.S.F., Chisholm, A., Srinivasan, J., Alkema, M.J., Zhen, M., Samuel, A.D.T. (2016). Pan-neuronal imaging in roaming animals. PNAS 113(8): E1082-1088.

6. Ji, N.*, Middelkoop, T.C.*, Mentink, R.A., Betist, M.C., Tonegawa, S., Mooijman, D., Korswagen, H.C., van Oudenaarden, A. (2013) Feedback control of gene expression variability in the Caenorhabditis elegans Wnt pathway. Cell 155(4):869-80.  

7. Tan, R.Z., Ji, N., Mentink, R., Korswagen, H.C., van Oudenaarden, A. (2013) Deconvolving the roles of Wnt ligands and receptors in sensing and amplification. Molecular Systems Biology 9:631.

8. Ji, N. and van Oudenaarden, A. (2012) Single molecule fluorescent in situ hybridization (smFISH) of C. elegans Worms and Embryos. WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.153.1, http://www.wormbook.org.

9. Scott, B.B., Gardner, T., Ji, N., Fee, M.S. Lois, C. (2012) Wandering neuronal migration in the postnatal vertebrate forebrain. Journal of Neuroscience 32:1436-46.