آشنایی بیشتر با

دکتر رضا شادمهر

دکتر رضا شادمهر

دکتر رضا شادمهر

کدگذاری جمعیت در مخچه مخچه شبیه

چکیده:

شبکه عصبی جلوسوی سه لایه ای است که در آن «لایه پنهان» از سلولهای پورکینژ (P-cells) و «لایه خروجی» از سلولهای عصبی هسته های عمقی مخچه (DCN) تشکیل شده است. با این حال، برخلاف یک شبکه مصنوعی، سلولهای P بصورت جمعیت های کوچکی گروه بندی می شوند که هر یک به سلول‌های عصبی منفرد و خاصی در DCN همگرا می شوند. چرا سلولهای P به این ترتیب سازمان یافته اند و معیار عضویت هر جمعیت چیست؟ برای بررسی این سوالات، من از ریاضیات ابتدایی یادگیری ماشین استفاده کرده و فرض می کنم که خروجی هر نورون DCN پیش بینی ای است که با مشاهده واقعی مقایسه می شود و در نتیجه یک سیگنال خطا از هسته زیتونی تحتانی ناشی می شود. این سیگنال از طریق فیبرهای بالارونده به سلولهای P اعمال شده و منجر به تولید اسپایک های پیچیده می گردد. همین سیگنال خطا از طرف هسته زیتونی، باید یادگیری در سلولهای عصبی DCN را نیز هدایت کند، در این حال تاثیر ناحیه زیتونی بر روی DCN بخصوص در بزرگسالی، ضعیف است. با این حال، سلولهای P که یک جمعیت را تشکیل می دهند خاصیت خاصی از خود نشان می دهند: آنها می توانند اسپایک های پیچیده خود را سنکرون کنند، که این به نوبه خود فعالیت نورون DCN که خروجی اشتباه ایجاد کرده است را مهار می کند. از منظر یادگیری ماشین این طور به نظر می رسد که هسته زیتونی، سلولهای P را در جمعیت ها به نحوی سازمان‌دهی می کند که از طریق سنکرون کردن اسپایک های پیچیده، هر جمعیت بتواند مانند یک معلم برای نورون DCN هدف (که به آن همگرا می‌شود)، عمل کند. این گروه بندی وابسته به خطای سلولهای P در جمعیت، به ما امکان فهم این نکته را می دهد که چگونه اسپایک های ساده سلول P می‌تواند در کنترل حرکات نقش داشته باشند.