Модель нейрона Советский патент 1991 года по МПК G06G7/60 

Изобретение относится к классу устройств, моделирующих нейрон, и может быть использовано в сенсорных и управляющих устройствах, системах распознавания образов и системах контроля.

Цель изобретения - упрощение модели,

На чертеже изображена функциональная схема модели нейрона.

Модель содержит конденсатор 1, стабилитрон 2, нагрузочный резистор 3 и диоды 4,5.

Активным элементом модели является стабилитрон 2, работающий в режиме лавинного умножения, Последовательно со стабилитроном 2 включен нагрузочный резистор 3 и цепь 2, 3 подключена параллельно конденсатору 1 так, что напряжение заряда конденсатора обратно для стабилитрона. Вход 6 является возбуждающим, вход 7 - тормозным. Входы 6 и 7 подключены к конденсатору 1 через диоды 4 и 5. Выход 8 приложен к нагрузочному резистору 3.

Модель работает следующим образом.

Выходной импульс формируется на резисторе 3 в момент, когда напряжение заряда конденсатора 1 под воздействием

входных сигналов достигнет порогового значения, достаточного для возбуждения в стабилитроне 2 процесса лавинного умножения. В момент достижения порога проводимость стабилитрона 2 резко увеличивается, в результате чего на резисторе 3 возникает импульс напряжения, который затухает по мере разряда конденсатора 1 цепи 2, 3 Таким образом, происходит моделирование процесса генерации импульса физиологического нейрона.

В исходном состоянии конденсатор 1 разряжен. При воздействии на модель возбуждающих сигналов (импульсы напряжения положительной полярности) конденсатор 1 заряжается пропорционально амплитуде возбуждающего воздействия. Для исключения разряда конденсатора через тормозящий вход 7 на него подается положительное напряжение, запирающее диод 5. Разряду через вход б препятствует диод 4.

Воздействию тормозящих сигналов соответствует подача импульсов отрицательной полярности на вход 7. При возникновении на входе 7 отрицательнбго потенциала конденсатор 1 разряжается пропорционально

Ё

О

-ч

ho

00 OJ

величине тормозящего воздействия, т. е. происходит уменьшение напряжения заряда конденсатора.

При одновременном воздействии на вход 6 возбуждающего и на вход 7 тормозящего импульсов конденсатор 1 заряжается или разряжается пропорционально разности напряжений. Если возбуждающее напряжение больше модуля тормозящего, то происходит заряд конденсатора пропорционально разности - возбуждение нейрона. Если Модуль тормозящего больше возбуждающего, то происходит разряд конденсатора -торможение нейрона.

Применение зависимых входов позволяет моделировать взаимодействие входных сигналов в мембране нейрона: пространственно-временную суммацию, анод-размы- кательный эффект, залповую активность.

Модель не требует дополнительного источника питания. Работа модели осуществляется за счет энергии входных импульсов, что наиболее точно моделирует функциони- рование физиологического нейрона.

Формула изобретения

Модель нейрона, содержащая порого- вый элемент, конденсатор, резистор и диоды, отличающаяся тем, что, с целью упрощения модели, пороговый элемент выполнен в виде стабилитрона, причем входами модели являются одни выводы диодов, включенных встречно друг к другу, другие выводы которых соединены параллельно конденсатору и стабилитрону с резисторами, вывод стабилитрона является выходом модели.

Изобретение относится к классу устройств, моделирующих нейрон, и может быть использовано в сенсорных и управляющих системах, а также системах контроля и распознавания образов. Целью изобретения является упрощение устройства. Цель реализуется путем выполнения порогового элемента в виде стабилитрона, причем входами модели являются одни выводы диодов, включенные встречно друг к другу, другие выводы которых соединены параллельно конденсатору и стабилитрону с резистором, вывод стабилитрона является выходом модели. 1 ил.

Р