Устройство для моделирования адаптивного нейрона Советский патент 1977 года по МПК G06G7/60 

преобразователя и, со вторым входом сумматора, вход регулируемого источника .энергии соединен с выходом второго функционального преобразователя, выходом устройства и вторым входом первого функционального преобразователя, а выход - с третьим входом блока экстремального регулирования, выход третьего функционального преобразовате ля подключен к шестому входу второго функциональ ного преобразователя, входы блока пространственно временного суммирова}юя являются входами уст ройства. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство для моделирования адаптивного нейрона содержит п входов 1, подключенных к блоку 2 пространствехшо-в ременного суммироваиия, первый функциональный преобразователь 3, блок 4 экстремального регулирования, регулируемьш источник 5 энергии, второй функциЬнальный преобразователь 6, блок 7 формирования уровня дисбаланса энергии, третий функциональный преобразователь 8, блок 9 вычисления разности, блок 10 задания диаметра сомы нейрона, сумматор 11, блок 12 задания диаметра аксонного холмика нейрона, выход 13. Принцип работы устройства состоит в следующем. На входы 1 поступают входные воздействия , Xj(i 1,.,.,п) суммирующиеся . в блоке 2 простран ствённо-в ременного суммирования, выходом которого является величина суммарного входного воз;действия Хвх-i В функциональном преобразователе 3 реализующем зависимость р у-« /эта величина преобразуется в величину сигнала, характеризующего уровень дисбаланса энергии EBXJ вызванного входным воздействием, причем величина выходного сигнала нейрона У выступает в качестве одного из аргументов функции FI . Помимо функционального преобразователя 3, величина суммарного входного воздействия Xgx поступает на блок 7 формирования уровня дисбаланса энергии, осуществляющий функциональное преобразование этой величины в сигнал, характеризующий уровень дисбаланса энергии ЕВХ. вызванного скоростью изменения входного воздействия: (t) Блок 4 экстремального регулирования осуществляет поиск минимума функции Q, зависящей от уровня энергеттеских затрат Еф на функциональное поведение нейрона (вырабатываемых в регулируемом источнике 5 энергии согласно зависимости (YXsH,.,.,5-K)), где S - дискретное время, К - целое положительное число. и от уровня дисбаланса энергии 1ЮГО скоростью иэменеиия входного воздействия х... Ф --ьх ъх при этом величин; lutcG.uiaiica Е выступает в качестве параметра настройки поискового алгоритма. Величина выхода блока 4 экстремального регулирования Ahj| воспроизводит первую составляющую динамического порога активации нейрона изменения диаметра его аксонного холмика. Значение самой величины диаметра аксонного холмика воспроизводит выходная величина блока 12 задания fpiaMCTpa аксонного холмика hj. Величины Д (последняя операция осуществляется в сумматоре 11) влияют как параметры на второй функциональный преобразователь 6. Помимо влияния на блок 4 экстремального - ..(.г-) регулирования, величина дисбаланса энергии Евх, вьаванного скоростью изменения входного сигнала, влияет и на третий функциональный преобразователь 8, реализующий функцию вида Y vHnCE; б), l nf,H где .() 1 О при-5 Е,.. S -1 nflH Здесь переменная задает полосу нечувствительности, или невлиянкя параметра V на второй функциональный преобразователь 6 и на блок вычисления разности 9. Величина выхода третьего функц юнального преобразователя 8 Ah2 воспроизводит вторую составляющую динамического порога активащ1и нейрона - изменения диаметра его сомы. Значение самой величины диаметра сомы воспроизводит выходная величина блока 10 задания диаметра сомы нейрона hj Величины hj hj-Ah2 (последняя операция осуществляется в блоке 9 вычисления разности) влияют как параметры на второй функциональный преобразователь 6. Итак, второй функциональный преобразователь 6 реализует функцию 3-Г(Х,Е.ЛИ,11,,йИ2,Н2), аргументом которой является величина суммарного входного воздействия XBX а параметрами - энергетические траты на осуществление функциональной активности Еф и компоненты ,шнамических и суммарных порогов активации нейрона. Таким образом, введение указанных блоков и соответствующих связей позволило воспроизвести некоторые механизмы влияния структурно-метабоических процессов в соме нейрона на его функциональную активность, и в частости, функциональные изменения размеров сомы нейрона и аксонного холмика нейрона, т.е. обеспечило расщи х ние-функциоиальиых во;1м(ж||11стсй устпойсчпа.

Формула изобретения

Устройство для моделирования адаптивного нейрона, содержащее сумматор, последовательно соединенные блок пространственно-временного суммирования, первый функциональный преобразователь и блок экстремального регулирования, последовательно соединенные регулируемый источник энергии и второй функциональный преобразователь, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит блок задания диаметра сомы нейрона, блок задания диаметра аксониого холмика нейрона и поСледрвательио соединенные блок формирования уровня Небаланса энергии, третий функциональный преобразователь и блок вычисления разности, выходом, соединенный со вторым входом второго функционального преобразователя, выход блока задания диаметра сомы нейрона соединен со вторым входом блока вычисления разности, выход блока задания диаметра aiccoHHoro холмика нейрона подключен через сумматор к третьему входу второго функционального преобразователя, выход блока пространственновременного суммирования соединен с четвертым входом второго функционального преобразователя и со входом блока формирования уровня дисбаланса энергии, выходом соедт1енного со вторым входом блока экстремального регулирования, выход которого соединен с пятым входом второго функционального преобразователя и со вторым входом сумматора, вход регулируемого источника энергии соединен с выходом второго функционального преобразователя, выходом устройства и вторым вхоoдом первого функционального преобразователя, а выход - с третьим входом блока экстремального регулирования, выход третьего функционального преобразователя подключен к шестому входу второго функционального преобразователя, входы блока пространственно-временного суммирования являются входами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство N 494752 G 06 G 7/60, 1975.

2.Авторское свидетельство № 224892 G 06 07/60,1968.