Пример моделирования нейросети

Приведем пример моделирования несложной нейросети, содержащей 3 рецептора, 2 эффектора и 3 промежуточных нейрона. Данная сеть построена в соответствии с условием следующей задачи.

"Если холодно и солнце не светит, то бабочка сидит с закрытыми крыльями. Если холодно, но светит солнце, бабочка открывает крылья. Но, как только температура достигает 36 С, бабочка открывает крылья."

Считаем, что 3 входных нейрона-рецептора реагируют на Свет, Тепло и Холод соответственно, а 3 выходных мотонейрона вызывают сокращение мышц - опускателей и поднимателей крыла (МНО и МНП соответственно). Одна из возможных структур сети, обеспечивающая такое поведение бабочки, приведена на рис.5 (синим цветом показаны тормозные связи).

Рис.5. Структура нейросети

Моделирование сети производилось при помощи программного средства "Нейроимитатор", версия 3.1, на компьютере Pentium-100, 32 Мб ОП, c операционной системой Windows 95.

При моделировании работы данной сети на 3 входа соответствующих нейронов подавались воздействия в моменты времени, указанные на диаграммах (рис.6, а - в).

Рис.6. (а-в). Световой, тепловой и холодовой каналы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. По горизонтальной оси отложено время в мсек, по вертикальной - напряжение в мВ.

Параметры всех нейронов моделируемой сети были взяты следующими :

  1. Мембранный потенциал покоя = - 50 мВ;
  2. Высота порога = 1 мВ;
  3. Период абсолютной рефрактерности = 3 мсек;
  4. Форма потенциала действия - сложная функция, состоящая из пиковой функции потенциала действия и следового потенциала (убывающая функция).

Параметры синапсов были выбраны следующими :

  1. Весовые коэффициенты = ± 1 В;
  2. Время задержки (интервал времени от момента генерации спайка в пресинаптическом нейроне до начала развития постсинаптического потенциала) = 3 мсек;
  3. Время релаксации экспоненциальной функции спада заднего фронта постсинаптического потенциала = 5 мсек.

В результате моделирования были получены следующие диаграммы для мембранного потенциала выходных мотонейронов (см. рис. 7). По вертикальной оси отложено напряжение в мВ, по горизонтальной - время в мсек. С учетом задержки на распространение сигнала по аксону и периода рефрактерности, выходные диаграммы отображают отклики системы, адекватные входным воздействиям на систему. Диаграмма вверху соответствует мотонейрону МНО, а внизу - МНП. Стоит отметить, что выходные воздействия генерируются в момент пикового скачка мембранного потенциала.

Рис.7. Диаграммы выходных сигналов

К оглавлению Список литературы К пред.теме © Комиссаров А.В., КФ МГТУ, 1997-99 E-mail: kav@postklg.ru

X