Модель нейрона

 

а р1н . ° . :

Orl АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 563680 союз Соеетеких

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.10.75 (21) 2185299/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 14.07.77 (51) М Кл 2 G 06G 7/60

1. осударственный комите

Севета Министров СССР по делам изобретений и откр пий (53) УДК 681.333(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Пак и А. Ю. Бердичевский

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (71) Заявитель (54) МОДЕЛЬ НЕЙРОНА

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть применено в исследованиях механизмов мозга методами электронного моделирования.

Известна модель нейрона, учитывающая взаимное влияние процессов в дендритах и теле нейрона (1), где каждый вход содержит накопители, которые соединяются с входом или друг с другом через функциональные элементы — ограничители амплитуды. Но эта модель не позволяет получать более точные и сложные зависимости функционального преобразования.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является модель, содержащая блок задания начальных условий, выходы которого соединены с соответствующими входами коммутационной панели, и блок регистрации (2).

Однако это устройство не может быть использовано для исследования кодирования признаков входного образа (сигнала) в топологии синаптической передачи в коллатералях и дендритных окончаниях нейрона.

В биологическом нейроне конфигурация входных коллатералей с учетом месторасположения их воздействия с предыдущих нейронов играет основополагающую роль в формировании нейронов-детекторов определенных признаков входного образа.

Цель изобретения — расширение области применения.

Это достигается тем, что модель содержит последовательно включенные блок моделирования синаптической передачи, сумматор и олок памяти обучения, два выхода которого подсоединены к соответствующим входам блока регистрации и коммутационной панели, подключенной выходами к группе входов блока моделирования синаптической передачи.

Функциональная схема модели изображена на чертеже.

Модель содержит блок 1 задания начальных условий — коммутационную панель 2, соединенную прямым и обратными связями с блоком 3 моделирования синаптической передачи, который имеет т элементов синаптического умножения а; (/=1, 2, ...,т), а также последовательно соединенные сумматор 4, 20 блок 5 памяти обучения и блок 6 регистрации.

Блок задания начальных условий представляет собой набор нейроноподобных элементов или их можно заменить соответствую2> щим числом генераторов импульсов с датчиками опорного напряжения. Выходы его подключены к входам элементов синаптического умно>кения а; блока 3 моделирования синаптической передачи непосредственно пли через зо коммутационную панель 2. Элементы синаптиф 5$$80Pf+ y>

Составитель И. Загорбинина

Техред И. Карандашова

Корректор Н. Аук

Редактор И. Грузова

Заказ 1544/10 Изд. № 564 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ч ского умножения а; обеспечивают умножение переменной составляющей сигнала, который подается по первому входу, на весовой коэффициент, поступающий по второму входу.

На коммутационной панели 2 осуществляется набор связей синаптической передачи от входа к сумматору, связанный с получением определенных функциональных зависимостей.

Число элементов синаптического умножения а; (/ 1, 2, ..., т) может быть больше числа входов и модели (m)n), в зависимости от требуемой полифункциональности модели, Сумматор 4 производит пространственное и временное суммирование аналоговых сигналов, поступающих с блоков 3 моделирования синаптической передачи. На выходе сумматора 4 подключены последовательно блок 5 памяти обучения, включающий аналого-цифровой преобразователь, и блок 6 регистрации.

Аналого-цифровой преобразователь в блоке памяти обучения обеспечивает преобразование входного напряжения в частоту импульсов постоянной амплитуды и длительности.

Он имеет два выхода: первый импульсный сигнальный выход и второй управляющий аналоговый выход с элементов памяти обучения. Оба выхода, помимо блока регистрации, подключены к блоку 3 моделирования синаптической передачи через коммутационную панель 2. Эта связь формирует обучаемые весовые связи у элементов синаптического умножения.

Информация о входном изображении поступает с блока задания начальных условий закодированной в частоте импульсов и по и каналам подается в блок 3 моделирования синаптической передачи, конкретно на входы элементов сии аптического умножения а, (j=1, 2, ..., т), через коммутационную панель

2 или минуя его, непосредственно.

Коммутируя соединениями входы и выходы элементов синаптического умножения, можно получить различные зависимости входной интенсивности, поступающей параллельно по и входам, и выходного аналогового напряжения на выходе сумматора 4. Далее, после преобразования напряжения в частоту импульсов в блоке 5, импульсный сигнал поступает на блок 6 регистрации, а интенсивность генерации модели нейрона накапливается в памяти и поступает на второй выход блока 5.

Рассматриваемая модель, благодаря введению новых элементов и связей, обеспечивает исследование кодирования признаков входного образа (сигнала) в топологии синаптиче. ской передачи в коллатералях и дендритных окончаниях нейтрона.

20 Формула изобретения

Модель нейрона, содержащая блок задания начальных условий, выходы которого соеди. иены с соответствующими входами коммута25 ционной панели, и блок регистрации, отлич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения, она содержит последовательно включенные блок моделирования синаптической передачи, сумматор и блок па30 мяти обучения, два выхода которого подключены к соответствующим входам блока регистрации и коммутационной панели, подключенной выходами к группе входов блока моделирования синаптической передачи.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство № 171179, кл. G 06G 7/60, 1963.

2. Авторское свидетельство № 269632, 40 кл. G 06G 7/60, 1968.