La lógica de pensamiento. Parte 9. El patrón de detectores neuronales. Proyección trasera

Esta serie de artículos describe el modelo de ondas del cerebro, es muy diferente de los modelos tradicionales. Es muy recomendable para aquellos que acaba de unirse, se inicia la lectura de la primera parte de la .

Hablando de las neuronas de detectores. Supongamos que, en el área de la corteza por túneles de onda proyectado alguna información. Cada uno de los haces de proyección - un axones neuronales ubicadas en esa zona, que envía esta información. La proyección se retira de la pequeña área del área de la corteza. Las fibras del haz de proyección, de hecho, va a traducir esta sección del patrón de onda. El lugar de la corteza de acogida, donde la gente viene a la misma proyección se convierte en una fuente de ondas. Estas ondas se encuentran en el área de recepción de la corteza de la misma información que las olas en la superficie original.

Si configuramos el peso de una neurona en el reconocimiento de un patrón de onda particular, que pasa por su campo receptivo, lo convertimos en un detector que se activa en momentos en que hay una característica de una combinación de identificadores.

Si vamos a enseñar algunos situado en relativa proximidad entre sí las neuronas para detectar el mismo patrón de onda, entonces no obtenemos una sola neurona-detector, y un patrón de detección. La reacción de una neurona-detector característicos de estímulo - pulsos de paquetes evocó actividad. La reacción del patrón de detector - esto es causado por la actividad de los grupos de neuronas que forman un cierto patrón. Naturalmente, este patrón evocó actividad comenzará a enseñar a la corteza sobre la distribución de su identificador único.



Resulta que cuando la zona de la corteza recibe una descripción que consta de ciertas características, su detector responde a patrones familiares de sus propias combinaciones y generar ondas que transportan la información sobre los nuevos síntomas, aprender esta área. De este modo, la zona cortical detecta primero los patrones estadísticos entrantes indicativos de la misma, y ​​genera un detectores de patrones de imagen correspondientes a estas leyes, y entonces dar una descripción de algunos atributos, genera su propio en la descripción de los síntomas que fueron identificados previamente por esta zona. < br />
La lógica de la transformación de las descripciones neural, se puede comparar con la lógica de descripciones verbales, lo cual no es sorprendente, ya que estos fenómenos están estrechamente vinculados. Supongamos que vemos una variedad de animales. Cada uno de ellos, podemos describir un conjunto de síntomas. Por ejemplo, vemos la bestia con la descripción: un grande, marrón, peludo. Sin saber qué tipo de animal, así que le podemos llamar: un gran marrón peludo. La misma combinación de características que forman el identificador de este animal. Si esta bestia a menudo nos encontramos, entonces podemos arreglar regularidad que estos síntomas se presentan juntos, y darle una combinación de su propio nombre, por ejemplo - oso. A continuación, empleamos el concepto de "oso" como independiente. Al mismo tiempo, tenemos la oportunidad, si es necesario, para restaurar el concepto de "soportar" la totalidad de sus características originales.

Hablando sobre el mundo real, es conveniente utilizar el término "fenómeno". Su gusto en su comunidad. Este término describe no sólo objetos, sino que también ocurre con los procesos. Cualquier nos percibe una imagen que podemos llamar el fenómeno. Todo fenómeno con el que nos enfrentamos, genera descripción. Descripción - una colección de pinturas de los detectores de actividad neuronal, formando patrones, y se generan ondas de identidad
.
Puede ser llamado un patrón de neuronas-detector desencadenado en una imagen y el concepto de onda de identificación correspondiente. Entonces podemos hablar de que cualquier fenómeno está representado por el cerebro como un conjunto de descripciones, que consta de los conceptos. Para cada zona de la descripción corteza se basa en su conjunto de conceptos.

Cuando las neuronas detectores emiten cualquier nueva ley o una nueva combinación fija de características, por lo que con la formación de un patrón de este tipo de detectores, que son capaces de producir su propia ola única, podemos hablar de la formación de nuevos conceptos. La interpretación de este concepto puede ser los acontecimientos del mundo real que han creado una combinación de síntomas, y que ahora reaccionan las neuronas correspondientes.

Patrones.
Proyección trasera Patrón de neuronas detectores sintonizados a un estímulo común, le permite ejecutar su propio identificador único de la onda. Esto se corresponde con el reconocimiento de la imagen y se incluye por la Junta del concepto en la descripción de lo que está sucediendo. El ID es lo suficientemente única para las neuronas detectores de crear un patrón, como ningún uno de los patrones de ondas que pasan a través de su ubicación. Se describe un modelo simple que crea un patrón.

Volvamos brevemente para describir los mecanismos de las interacciones neuronales. La principal vía de transmisión de señales de una neurona a otra - es la liberación del terminal axonal transmite neurotransmisor de las neuronas en la hendidura sináptica. En la superficie de la neurona recibe una señal situada receptores que responden a un neurotransmisor específico, que es un ligando para. Parte receptores situados en las sinapsis y es responsable de parte de la transmisión sináptica fuera de las sinapsis y es responsable de la actividad de las ondas.

Hay muchos neurotransmisores, incluyendo péptidos neuroactivos, hay más de cincuenta. El neurotransmisor activador más común - glutamato, abrumadora - ácido gamma-aminobutírico (GABA). La capacidad de activar o suprimir una propiedad no de un neurotransmisor, y se determina por receptor de tipo interactúa con él. Para señalar la transmisión podría tener lugar, es necesario neurotransmisor expulsado axón, y el anfitrión de sus receptores son coherentes entre sí.

Hasta finales de los años 80 del siglo pasado se pensaba que cada neurona emite el mismo mediador en todos los terminales de su axón - el "principio de Dale." Pero más tarde se demostró que hay neuronas que utilizan diferentes combinaciones de mediadores.

Tomemos por modelar neuronas de dos tipos hipotéticos de trabajar con un mediador, lo llaman (A). La diferencia entre los tipos de neuronas será donde se localizan los receptores sensibles al mediador global (ver tabla abajo).
El lugar elegido para el aprendizaje i>

Supongamos que hemos resuelto todas las cuestiones relacionadas con la formación, y nuestra tarea es ahora simplemente fijar el prototipo. Hacemos esto para nosotros de manera que ya están familiarizados. Hacer las neuronas del segundo tipo se encuentran en esta área y no ocupada en la formación, a participar en la generación de picos aleatorios. Establecemos la probabilidad de un aumento tal de conseguir el mayor número de neuronas activas, como las neuronas detectores nos obliga en el patrón final. Picos azar crean un patrón único de neuronas del segundo tipo, que se localiza en el área seleccionada.

A continuación, se procede de conformidad con el principio de Hebb, utilizamos la actividad de las neuronas del segundo tipo como una señal de su aprendizaje. Cambie el peso de sus sinapsis de acuerdo con el que observa en sus campos receptivos de la imagen de onda. Como resultado, se obtiene un patrón de neuronas detectores sintonizados a sólo el último conjunto de identificadores. La repetición del patrón de onda dará lugar a la activación inducida de patrón neuronal. Las neuronas del primer tipo recogerán este patrón y convertirlo en una onda que se propaga de una nueva identidad.

Conseguimos un resultado muy sencillo pero notable. Alguna combinación de identificadores capaces de generar su propio identificador único.

Ahora algunos complican el modelo. Añadir otro mediador (B) y cambiar las características de las neuronas (véase el cuadro más abajo). Sinapsis
Fuera de sinapsis
Axon
Tipo 1 B
Un
A Tipo 2 A B B < em> Las características de las neuronas usando dos mediador. La sensibilidad de los receptores y la liberación del axón em>

El comportamiento de este diseño será mucho más interesante. Las neuronas del segundo tipo, la creación de un detector de patrón, una ola no se extenderán a través de él desde el primer tipo de neuronas como un mediador de tipo extrasynaptic axonal no coincide con el primer tipo de neurona sensorial. Pero estas neuronas sí pueden circular un movimiento de su identidad. Es interesante que la actividad de entrada y salida de la corteza se divide. Si estamos en algún lugar en el lado del túnel va a crear la onda de salida de los axones de las neuronas del segundo tipo, que no da la imagen completa de la ola, que consiste, entre otras cosas, a partir del conjunto de entidades de entrada, y emitirá sólo una descripción adicional que consiste en conceptos reconocidos.



Cambio de la descripción en la corteza. 1 - área seleccionada de estudio, 2 - la región que emite el identificador de entrada 3 - área de salida, 4 - entrada del túnel de la onda 5 - ola túnel de salida 6 - Entrada de identificador de onda 7 - identificador de onda de salida i>

Pero eso no es todo. En la misma área seleccionada podemos llevar a cabo la formación neuronas sinápticas del primer tipo. Para ellos, la señal para el aprendizaje es su propia actividad de las ondas. Como nos hemos fijado las sinapsis de sensibilidad de las neuronas del primer tipo único mediador (B), a continuación, las imágenes que van a tomar - este patrón del patrón de sí mismo, que hemos entrenado previamente en las neuronas del segundo tipo. Por otra parte, estas neuronas-detectores del primer tipo se alinearán en el patrón repetitivo identificadores de onda, que tuvo lugar en el momento del estudio. Esto significa que si nos dirigimos a través de la devolución de onda del túnel en los conceptos de identidad corteza observó anteriormente neuronas del segundo tipo, luego se extiende a la ubicación seleccionada, que hará que los patrones de actividad de las neuronas-detectores del primer tipo. Y puesto que estas neuronas de la repetición de identificadores de fragmentos fuente de ondas, su actividad causada por la fuerza propagación a través de las neuronas del primer tipo la identificación apropiada de la onda.

Por lo tanto, hemos reproducido el mecanismo de proyección posterior. Bark en nuestro modelo es capaz de transmitir información en ambas direcciones. En la dirección hacia delante es la integración de características y cambiar la descripción de una forma más general. En la dirección opuesta, para obtener el identificador correspondiente, corteza recupera todas sus características correspondientes y las traduce abajo, por supuesto, si hay una conexión plana correspondiente.

Tenemos un diseño bastante simple: una manera - aprendimos una cosa en la dirección opuesta - para restaurar las señales. Pero esta sencillez es la comunicación de dos vías es una propiedad única de las redes neuronales. Red tradicional ideológicamente unidireccional, no pueden ejecutar la señal de "vuelta a lo largo del axón", y este defecto no pueden ser curados por ningún tipo de trucos. Es obvio que el verdadero cerebro es capaz de no sólo sintetizar la información, aumentando la descripción de nivel a nivel, por lo que es más abstracto, sino también para traducir la descripción de nuevo, convirtiéndose en imágenes que se nos presenta, habla interna, acciones físicas. Por lo tanto especialmente satisfecho de que nuestro diseño permite que suficientes para reproducir la proyección inversa natural, siempre dentro de los mecanismos disponibles y el cerebro real.

Si usted hace los axones de las neuronas de un tipo a generar sólo dos de mediador, obtenemos la distribución de los identificadores correspondientes a partir de dos capas. Uno puede imaginar situaciones en las que sería útil. En general, la combinación de neurotransmisores y receptores puede programar el comportamiento más inesperada de la corteza. Al mismo tiempo agradó que nuestra corteza no requiere ninguna configuración topológicos especiales. Las neuronas forman contactos sinápticos con su entorno sin tener que preocuparse por el cumplimiento de los esquemas de conexión. Es muy probable que los principios arquitectónicos similares corteza intrínseca y real.

Referencias

Continuación

Partes anteriores:
Parte 1. Neurona
Parte 2. Factores
Parte 3: Perceptrón, red de convolución
actividad Parte 4. Antecedentes
Parte 5. Las ondas cerebrales
Parte 6. proyecciones del sistema
Parte 7:
Persona-Ordenador Interfaz Parte 8: Asignación de los factores en las redes onda

Alex Redozubov (2014)

Fuente: habrahabr.ru/post/215283/