Устройство для моделирования нейрона

 

Изобретение относится к области моделирования функциональных свойств нервной системы и может быть использовано в нейрофизиологических экспериментах , а также для создания систем искусственного интеллекта. Цель изобретения - повьшение достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации ритма разрядов при увеличении уровня наносимого возбуждения. Поставленная цель достигается за счет того, что формирователь 4 импульсов, вьшолнен в виде преобразователя 5 . частоты в напряжение, управляемого ждущего мультивибратора 6, релейного элемента 7, первого ключа 8, блок 9 моделирования вызванных потенциалов выполнен в виде второго I О и третьего 11 ключей, аттенюатора 12, второго сумматора 13. Дополнительно введенные элементы обеспечивают воспроизведение трансформации ритма разрядов при определенных уровнях возбуждения, что не учитывалось в известных устройствах . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,„, 145887 (gp 4 G 06 G 7/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (c

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4! 86154/28-14 (22) 26. OI 87 (46) 15.02.89. Бюл. № 6 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.В. Савельев, Н.А.Савельева»

А.Г. Жуков и А.А. Колесников (53) 681 . 333 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 963003, кл. G 06 G 7/60, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

НЕЙРОНА (57) Изобретение относится к области моделирования функциональных свойств нервной системы и может быть использовано в нейрофизиологнческих экспериментах, а также для создания систем искусственного интеллекта. Цель изобретения — повышение достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации ритма разрядов при увеличении уровня наносимого возбуждения.

Поставленная цель достигается за счет того, что формирователь 4 импульсов. выполнен в виде преобразователя 5 частоты в напряжение, управляемого ждущего мультивибратора 6, релейного элемента 7, первого ключа 8, блок 9 моделирования вызванных потенциалов выполнен в виде второго 10 и третьего

11 ключей, аттенюатора 12, второго сумматора 13. Дополнительно введенные элементы обеспечивают воспроизведение

Ф трансформации ритма разрядов при оп- р ределенных уровнях возбуждения, что не учитывалось в известных устройствах. 1 ил.

С::

1458879

Изобретение относится к области моделирования функциональных свойств нервной системы и может быть использовано в нейрофизиологических экспери5 ментах, а также для создания систем искусственного интеллекта.

Цель изобретения — повьппение достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации. ритма раз- 10 рядов при увеличении уровня наносимого возбуждения.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для моделирования нейрона. 15

Устройство для моделирования нейрона содержит блок 1 моделирования игналов,. состоящий из последовательного соединения формирователя входных сигналов, преобразователя частоты в на- 20 пряжения.и блока задания весовых коэффициентов, аддитивный сумматор 2, блок 3 формирования пороговых значений, выполненный в виде функционального преобразователя с трапецеидальной характеристикой, формирователь 4 импульсов, содержащий преобразователь

5 частоты в напряжение, управляемый ждущий мультивибратор 6, релейный элемент 7, первый ключ 8, блок 9 мо- 30 делирования вызванных потенциалов, состоящий из второго 10 и третьего 11 ключа, аттенюатора 12, второго сумматора 13.

Устройство для моделирования ней- 35 рона работает следующим образом.

На возбуждающие и тормозящие входы блока 1 моделирования сигналов подаются входные импульсные последовательности, в результате преобразо- 40 вания изменения напряжения этих последовательностей поступают на входы сумматора 4, где происходит алгебраическое снижение в соответствии со знаками сигналов (возбуждающие — положительный, тормозящие — отрицательный) . Суммарный сигнал с выхода сумматора 2 поступает на вход блока 3 формирования пороговых значений и, если его величина не превышает величины порога, генерация спайков на выходе устройства отсутствует. При превышении суммарным сигналом величины порога блока 3 на его выходе появляется напряжение, которое поступа- 55 ет на вход формирователя 4 импульсов.

При усилении стимуляции суммарный сигнал с выхода сумматора (суммарный сигнал находится в линейной зоне характеристики преобразователя 5) превьппает порог срабатывания релейного элемента 7 блока 4, в результате ч"го на выходе его появляется стандартный сигнал "1", замыкающий первый ключ 8, При этом импульс с выхода преобразователя 5 поступает на вход ждущего мультивибратора 6 и задним фронтом запускает его, т.е. мультивибратор

6 генерирует прямоугольный импульс, длительность которого определяется параметрами времязадающих цепей мультивибратора и уровнем напряжения на его управляющем входе.

Импульс с выхода мультивибратора

6 поступает на управляющие входы блока 9 моделирования вызванных потенциалов и переключает второй ключ 10 в разомкнутое состояние, а третий ключ в замкнутое. На время действия этого импульса ключи 10 и 11 находятся в этом состоянии и импульсы, моделирующие спайки, поступающие по информационному каналу с выхода преобразователя 5 блока 4, поступают через замкнутый третий ключ 11 в аттенюатор 14, где происходит их ослабление. Далее ослабленные импульсы поступают на второй вход сумматора и после этого на выход устройства.

При прекращении поступления управляющего импульса с выхода мультивибратора блока 4 устройство возвращается в исходное состояние. Импульсы по информационному входу блока 9 продолжают поступать теперь уже через замкнувшийся ключ 10, непосредственно на первый вход сумматора в виде полноценного спайка (по амплитуде). Вместе с тем, если напряжение с выхода блока

3 формирования порогового значения продолжает превышать порог срабатывания релейного элемента 7 блока 4 и ключ 8 находится в замкнутом состоянии, то этот же импульс задним фронтом снова запускает ждущий мультивибратор и процесс повторяется.

Если сигнал с выхода блока 3 формирования порогового значения увеличивается, то это напряжение увеличивает частоту генерации импульсов, выдаваемых формирователем 4 импульсов, а также увеличивает соответственно длительность импульса, им генерируемого.

Таким образом, при повышении уровня стимуляции нейрона, начиная с определенного момента, появляются

1458879

Составитель А; Сапко

Техред А.Кравчук

Редактор О. Спесивых

Корректор Г. Решетник

Заказ 345/53 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Унгород, ул. Проектная, 4 периодические провалы амплитуды в выходной спайковой последовательности, причем длительность этих провалов возрастает при дальнейшем возрастании уровня стимуляции. При этом частота следования полноценных спайков отличается от частоты, соответствующей уровню возбуждения, т.е, происходит трансформация ритма разрядов.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для моделирования нейрона, содержащее блок моделирования сигналов, аддитивный сумматор, блок формирования порогового значения, формирователь импульсов, блок моделирования вызванных потенциалов, причем выходы блоков моделирования сигналов соединены с входом аддититивного сумматора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации ритма, при увеличении уровня возбуждения, формирователь импульсов выполнен в виде преобразователя частоты в напряжение, релейного элемента, первого ключа и управляемого ждущего мультивибратора, причем выход управляемого ждущего мультивибратора является управляющим выходом формирователя импульсов, вход которого является выходом блока формирования порогового значения,к которому одновременно подсоединены преобразователь частоты в напряжение, релейный элемент и управляемый ждущий мультивибратор, выход релейного элемента соединен с

5 первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом преобразователя частоты в напряжение, выход которого является управляющим входом управляемого ждущего мультивибратора, выход преобразователя частоты в напряжение является информационным выходом формирователя импульсов, блок моделирования вызванных потенциалов выполнен в виде второго и третьего ключей аттенюатора и сумматора, причем управляющий вход блока моделирования вызванных потенциалов является первыми входами входного и третьего ключа, информационный его . вход является вторыми входами второго и третьего ключей, выход второго ключа соединен с входом аттенюатора, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход третьего

25 ключа соединен с вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, при этом выход аддитивного сумматора соединен с входом блока формирования порогового значения, выход которого соединен с формирователем импульсов, информационные и управляемые выходы которого соединены с соответствующими. входами блока моделирования вызванных потенциаЗ5 лов, выход которого является выходом устройства.