Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多態(tài)同步組信息傳輸特性研究.pdf

1、Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近年提出的一種比較新穎的小型脈沖網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)利用Izhikevich脈沖神經(jīng)元模型以及STDP學(xué)習(xí)規(guī)則進(jìn)行訓(xùn)練，期間能夠產(chǎn)生大量的多態(tài)同步組。多態(tài)同步組可作為研究神經(jīng)元群的具體例子，量化分析信息從源頭到目標(biāo)區(qū)域傳輸?shù)奶匦裕约笆荏w神經(jīng)元接受來自源神經(jīng)元的信息量，對進(jìn)一步研究生物信號的編碼與傳輸具有重要意義。為了研究Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多態(tài)同步組內(nèi)部神經(jīng)元的信息傳輸特性及驗證其合理性，本文主要解決了4

2、個方面的問題，即如何判定Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處于動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，如何設(shè)計刺激源使組中神經(jīng)元興奮，如何獲取多態(tài)同步組中神經(jīng)元的信息傳輸趨勢及特性，如何獲取單個神經(jīng)元的前級神經(jīng)元。
　　為了判別Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是否達(dá)到動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，提出了利用高斯分布和隨機分布來初始化神經(jīng)元突觸連接權(quán)值，然后不斷調(diào)整學(xué)習(xí)時間，分析在不同時間下，權(quán)值是否達(dá)到雙峰分布。該方法解決了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練固定時長的弊端，為進(jìn)一步研究節(jié)約了時間。

3、>　　為了使多態(tài)同步組中神經(jīng)元的興奮時間更加密集，設(shè)計了刺激源組成算法來刺激頭神經(jīng)元，進(jìn)而使整個組更加活躍。此外，基于密集的興奮時間，可更準(zhǔn)確地衡量神經(jīng)元之間的相關(guān)性。
　　為了獲取多態(tài)同步組中神經(jīng)元的信息傳輸趨勢及傳輸特性，提出了利用范羅蘇姆距離方法來測試神經(jīng)元之間的距離。
　　此外，神經(jīng)元信息量不僅受多態(tài)同步組內(nèi)部前級神經(jīng)元的影響，還受到整個Izhikevich神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中與之相連的前級神經(jīng)元的影響。因此，為了驗證多態(tài)同步