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大脑处理信息量化模型中的细节汇编五 web
XIEQIN 2012-10-27 12:00
摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分给出了一些说明;第二部分介绍关于时间感知机制的一些细节。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing V XIEQIN 1,* Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 gives some explanations; Part2 introduces some details about the mechanism of time cognition. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition 1 .一些说明 文献 第二部分中对“一个细胞各路输出不同”场景建模方法介绍的第一点“ 对于细胞的‘输出细胞角色’:以点I为观察点建立前向网络量化模型 ”,意思是“对于前面所叙述的场景,在建立量化模型过程中,采用选取点 I 为观察点的建模方法”;对“一个细胞各路输出不同”建模方法介绍第三点是对细胞的“输入细胞角色”而言。 2 .关于时间感知机制的一些细节 文献 提到关于“时间长短”这一抽象概念由三个因素综合产生,其中第三个因素是“在 T1 和 T2 之间对动脉血周期性灌注的一个‘潜意识的计数’”,第三个因素的一个可能机制是:对于某一个区域的细胞,随着能灌注到达这一区域的动脉血次数的增加,这一区域积累的动脉血和细胞活动的某些产物或释放物质数量增加,以及上述各物质作用效果的积累,导致“压感”的强烈程度增加,从而产生时间“越来越长”的心理感觉。这一机制可以解释如下心理现象的产生: ( 1 )做比较少数的几件事,每件事情集中精神做比较长一段时间。 ( 2 )做比较多件事,但每经过比较短一段时间就切换到不同事情,在多件事情之间不断切换,注意力分散、涣散。 在完成( 1 )或者( 2 )后,对比( 2 ),在( 1 )的情况下会感觉经过了比较长的一段时间。
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编六 web
XIEQIN 2012-10-27 11:51
摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分讨论了 LTD 机制的一些重要特性;第二部分介绍 LTD 机制在处理特定信息时组织起独立网络方面的一些作用。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VI XIEQIN 1,* Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 introduces some important properties of LTD and explains why these properties are important; Part2 introduces that the mechanism of LTD is useful when organizing respective sub networks for different information processing. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition 1 . LTD 机制的一些重要特性 LTD 机制的两个重要特性是:对于 Homo-LTD ,在秒的时间尺度上,在新皮层需要高频刺激才能诱导 LTD ;对于 Hetero-LTD, 其产生多数以相邻突触 LTP 的产生为前提条件。因为这些重要特性的存在,可以看到血液循环机制有能力控制处理特定信息时相关网络的范围(存储特定信息时不会大幅度修改无关网络中连接的权值,提取特定信息时无关网络中的兴奋细胞兴奋程度足够小);因此在考察大脑存储和提取某一特定信息的时候,可以等效为一个范围相对小的相关网络,从而能结合结构风险最小化相关工具看到血液循环的时序控制机制有利于大脑准确而高效地处理信息。 2 . LTD 机制在处理特定信息时组织起独立网络方面的一些作用 LTD 机制的产生使无关网络和相关网络细胞之间的 LTP 连接弱化,有利于处理不同信息时组织起相对独立的子网络。处理某一特定信息时,位于有关网络和无关网络边界的有 LTD 机制产生的细胞,既可能属于相关网络,也可能属于无关网络。
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编七 web
XIEQIN 2012-10-27 11:40
大脑处理信息量化模型中的细节汇编七 web
摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分,第一部分介绍了“抑制性连接”和“突触长时程抑制”两个概念的区别;第二部分给出了“由于 LTD 有文献 所描述的特性, 可以看到血液循环机制有能力控制处理特定信息时相关网络的范围 ”的相关图示。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VII XIEQIN 1,* Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 tells the differences between two concepts: “depress connection” VS “synapse LTD”; Part2 introduces some pictures about timing control function of blood circulation when brain processing information. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition 1 .两个概念的区别 人工智能领域中“负值连接”(或“抑制性连接”)和神经生物学中的“突触长时程抑制”(或“突触 LTD ”)是不同的概念。“负值连接”(或“抑制性连接”)涉及“一个细胞的兴奋导致另外一个细胞抑制”的问题;“突触的长时程抑制”(或“突触 LTD ”)涉及“细胞间的连接出现负修改”的问题。 2 .一些图示 由于 LTD 机制有文献 描述的特性,可以看到血液循环机制有能力控制处理特定信息时相关网络的范围(因为 LTP 产生的范围、高频刺激产生的范围控制了 LTD 产生的范围,血液循环的时序控制作用通过控制 LTP 产生范围、高频刺激产生的范围控制了 LTD 产生的范围),图一至图三给出了一些相关的图示。 图一 图二 图三
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编八 web
XIEQIN 2012-10-25 13:56
大脑处理信息量化模型中的细节汇编八 web
摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章介绍了对于一个训练好的存储有某一特定信息的子网络,较小幅度地修改权值对原来存储在网络中的信息影响不大的一个原因。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知;智力起源 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VIII XIEQIN 1,* Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details. This article explains why after a piece of information was stored into a sub-network , modifying weights of the edges of this sub-network in small range is tolerable. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition;origin of intelligence 1 .对于一个训练好的存储有某一特定信息的子网络,较小幅度地修改权值对原来存储在网络中的信息影响不大的一个原因 图一 图二 图三 图四 ( 1 )图一表示一个训练好的存储有某一特定信息的网络,细胞 B 和细胞 A 之间的连接权值为 W0 ,分析的时候,把“波动的阈值”分解为两个值,一个是固定的阈值 Ga, 另外一个是 Ga 波动分值(作为一路输入)。图三和四中的坐标轴为各路输入的和(包括细胞 B 向细胞 A 的输入和 Ga 波动分值)约定区间 A0 表示在细胞 B 向细胞 A 的输入为 1*W0 (而不是 0*W0 )的情况下,各路输入的效果总和所处的范围。在信息处理正确的情况下,区间 A0 中小于 Ga 的区间对应的输入样本输出应为 0 ,区间 A0 中大于 Ga 的区间对应的输入样本输出应为 1 。 ( 2 )现在假设训练好的图一的网络中的一些连接权值受到修改。有两种情况:( 1 ) B 到 A 的权值受到较大的修改,修改后为 W0- ⊿ W1 ,或者 W0+ ⊿ W2 ( 2 ) B 到 A 的权值受到较小的修改,修改后为 W0- ⊿ W1 ’ ,或者W0+ ⊿ W2 ’ 。图三表示了在情况(1 )发生后,处于区间 A1 (长度为 l1+l2 )对应的样本将会出现输出变化的情况(即由输出 1 变为输出 0 ,或者由输出 0 变为输出 1 )。图四表示了在情况( 2 )发生后,处于区间 A1 ’ (长度为l1'+l2' )对应的样本将会出现输出变化的情况(即由输出 1 变为输出 0 ,或者由输出 0 变为输出 1 )。 ( 3 )对比图三和图四,在权值修改比较小的情况下,比较小区间对应的输入样本输出会受影响,因此对原存储的信息影响不大。 ( 4 )对于有多条连接出现权值修改的情况,可以结合联合分布相关理论和上述方法分析。
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编九 web
XIEQIN 2012-10-25 13:47
大脑处理信息量化模型中的细节汇编九 web
摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分讨论了关于智力起源的问题。 大脑神经网络的各个生化参数(如不同 O2 、 H+ 浓度下细胞的放电频率、细胞间连接修改程度、遗忘率等)和血液循环的时序控制作用、海马结构等生理机制和结构通过文献 所述运作机制相互配合,对不同的信息处理组织起不同的子网络,并保证所保存信息的稳定性 , 从而能准确而高效地处理信息。在此基础上发展起语言机制,进一步可以对不同的信息处理组织起不同的子网络,从而能更准确而高效地处理信息 , 为智力的起源奠定了基础。第二部分介绍了一些关于实现信息可靠存储的细节。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知;智力起源 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing IX XIEQIN 1,* Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 discusses the relationships between the origin of intelligence and the working mechanisms of brain that have been introduced in literatures .Part 2 introduces a reason why the information stored in brain is able to endure for a long time. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition; origin of intelligence 1 .关于智力起源 1 可以看到,大脑神经网络的各个生化参数(如不同 O2 、 H+ 浓度下细胞的放电频率、细胞间连接修改程度、遗忘率等)和血液循环的时序控制作用、海马结构等生理机制和结构通过文献 所述运作机制相互配合,对不同的信息处理组织起不同的子网络,并保证所保存信息的稳定性 , 从而能准确而高效地处理信息 . 2 在 1 中所述的基础上发展起语言机制,进一步可以对不同的信息处理组织起不同的子网络,从而能更准确而高效地处理信息 , 为智力的起源奠定了基础。 2 .一些关于信息存储的细节 对于细胞之间的连接,用类似文献 图一到图四的图示分析也可以看到存储信息时需要较大程度改变权值的原因。 ( 1 )图一表示一个网络,细胞 B 和细胞 A 之间的连接权值为 W0 (为叙述方便,不妨假定 W00 ),分析的时候,把“波动的阈值”分解为两个值,一个是固定的阈值 Ga, 另外一个是 Ga 波动分值(作为一路输入)。图三和四中的坐标轴为各路输入的和(包括细胞 B 向细胞 A 的输入和 Ga 波动分值)约定区间 A0 表示在细胞 B 向细胞 A 的输入为 1*W0 (而不是 0*W0 )的情况下,各路输入的效果总和所处的范围。区间 A0 中小于 Ga 的区间对应的输入样本输出为 0 ,区间 A0 中大于 Ga 的区间对应的输入样本输出为 1 。 ( 2 )现在讨论往网络中存储信息的场景, B 和 A 之间连接权值受到修改,从而实现 B 细胞和 A 细胞同步兴奋(或者 B 细胞兴奋的同时 A 细胞抑制)。有两种情况:( 1 ) B 到 A 的权值受到较大的修改,修改后为 W0+ ⊿ W2 (或者 W0- ⊿ W1 )。( 2 ) B 到 A 的权值受到较小的修改,修改后为 W0+ ⊿ W2 ’ (或者 W0- ⊿ W1 ’ )。图三表示了在情况( 1 )发生后,处于区间 A1 中小于 GA 的长度为 l2 的子区间对应的样本将会出现由输出 0 变为输出 1 (或者处于区间 A1 中大于 GA 的长度为 l1 的子区间对应的样本将会出现由输出 1 变为输出 0 )。图四表示了在情况( 2 )发生后,处于区间 A1 ’ 中小于 GA 的长度为 l2' 对应的样本将会出现由输出 0 变为输出 1 (或者处于区间 A1 ’ 中大于 GA 的长度为 l1' 对应的样本将会出现由输出 1 变为输出 0 )。 ( 3 )对比图三和图四,图三比较大区间对应的输入样本输出为 1 (或者为 0 ),从而为实现在信息存储完成后,实现 B 细胞和 A 细胞同步兴奋(或者 B 细胞兴奋的同时 A 细胞抑制)的概率大提供了可能性;也为在以后出现权值被干扰修改的情况下,输入样本输出发生变化的概率相对比较小提供了可能性。例如:为在以后出现权值被干扰修改的情况下,在 B 细胞向 A 细胞输入为 1 的情况下, A 细胞输出为 1 的概率仍然比较大(或者在 B 细胞向 A 细胞输入为 1 的情况下, A 细胞输出为 0 的概率仍然比较大)提供了可能性,从而实现信息的可靠存储。 ( 4 )通过“用输入输出向量样本集合的分布特性存储信息,在信息存储和提取时采用前面文献所述运作机制”,大脑解决了大规模神经网络处理复杂信息时的样本量和网络规模匹配问题,并保证了信息的可靠存储,从而有利于大脑准确而高效地处理信息。 图一 图二 图三 图四
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编十 web
XIEQIN 2012-10-25 13:37
大脑处理信息量化模型中的细节汇编十 web
摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分给出了应用结构风险最小化相关理论对大脑处理信息的过程进行分析的图示 。第二部分给出了一些说明。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知;智力起源 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing X XIEQIN 1,* Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 gives two figures about application of structural risk minimization theory. Part 2 gives some explanations. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition; origin of intelligence 1 .应用结构风险最小化工具分析大脑处理信息过程的图示 图一和图二给出了应用结构风险最小化工具分析大脑处理信息过程的图示: ( 1 )以时间轴上的点 t0 为参考点,在每个样本时间长度 L 固定的情况下,如果样本开始时间点为 t0 + t ,对于 t 在实数域的每个取值,对应一种样本量化方法,神经网络在时间轴上的兴奋状况将会量化成一个向量集合。例如样本开始时间点为图中的开始时间点 1 ,开始时间点 2 ,开始时间点 3 对应三种量化方法。 ( 2 )样本开始时间点为 t0 + t + N*L (N 为整数 ) 的各种量化方法量化得到的向量集合相同, 例如样本开始时间点为图中的开始时间点 1 和开始时间点 3 的两种量化方法量化得到的向量集合相同,向量的分布函数也相同。 ( 3 )如果样本量化得到的向量增加一维时戳标记,标记的值可以是这个样本的观察点(参考文献 )所对应的时间点,则各种量化方法量化可得到一系列的扩维向量集合,每两个扩维的向量集合内的元素可以建立一一映射。 ( 4 )当相关网络范围减小时,对于每种量化方法( t 取不同的值)都可看到,在训练样本数量有限的情况下, 相关网络范围减小了,降低了结构风险,有利于网络正确而高效地处理信息。 图一 图二 2 .一些说明 ( 1 )文献 图三中的“ 80% ”是为了说明红圈内外细胞之间的连接修改程度差异(细胞兴奋程度差异决定)而约定的值,也可约定为“ 30% ”,“ 50% ”,“ 90% ”等。在图三中,为方便理解,可改约定为“ 30% ”。 ( 2 )神经网络中受体调整次数的总和也是网络训练过程中网络调整次数的一个上界;但在考虑信息处理系统行为的时候,还要考虑调整程度足够强的次数的总和。 ( 3 )在考察生物神经网络运作时,如果输入输出向量样本对相应网络各边的权值都没有修改,可作为信息提取过程处理。 ( 4 )另外一种量化方案:对于网络中的每个细胞,在时间轴上每个时间点都建立观察点,将该时间点上细胞的阈值电位和膜电位考虑各种因素后换算成波动阈值输入。对其他每维输入扩展一维伴生输入,如图三中对细胞 A 输入 Input 1 扩展伴生维 Input 1’ ,对输入 Input 2 扩展伴生 Input 2’… ;伴生输入 Input i’ 的权值和输入 Input i 的权值相同 , 在网络训练过程中,如果权值有修改,两者修改值相同; Input i’ 的取值是,如果产生输入 Input i 的输入样本对应的时间点属于细胞(图三中是细胞 B1 或者 B2 )的绝对不应期(或约定膜电位超过阈值电位后一定长时间内,不包含达到阈值电位时间点),则 Input i’ 取 1 ,其他时间取 0 。 图三 由( 2 )、( 3 ),结构风险最小化理论可以和这种量化方案结合起来分析生物神经网络的运作。
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references
XIEQIN 2012-10-11 12:40
谢勤,王乙容.大脑处理信息的过程存储与重组模型 .现代生物医学进展, 2007 , ( 3) : 432-435 , 439 Xie Qin, Wang Yi-rong. Storing and Re-engineering of Models of Cerebral Information Process . Progress of Modern Biomedicine, 2007,(3):432-435,439 谢勤.血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用 .现代生物医学进展, 2008 , ( 6) : 1152-1159 Xie Qin. Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing Information .Progress of Modern Biomedicine, 2008, (6):1152-1159 谢勤.过程存储与重组模型 . www.sciam.com.cn , 2006 Xie Qin. Model of Process Storing and Recalling .www.sciam.com.cn, 2006 谢勤.一种关于脑电波起源和含义的观点 .中国神经科学学会第七次全国学术会议论文集.北京:科学出版社, 2007 : 144 Xie Qin. A Viewpoint about origin and meaning of EEGs .Proceedings of the 7 th Biennial Meeting and the 5 th Congress of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press, 2007:144 谢勤.血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用整理 .中国神经科学学会第八次全国学术会议论文集.北京 : 科学出版社 , 2009 : 135 Xie Qin. A Review of Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing Information .Proceedings of the 8 th Biennial Meeting of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press. 2009: 135 谢勤.血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用整理 .中外健康文摘 , 2011 , 8( 20) : 93-98 Xie Qin. A Review of Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing Information .World Health Digest, 2011, 8(20) : 93-98 谢勤.大脑处理信息的样本量和网络规模问题 .中外健康文摘, 2011 , 8( 21) : 88-91 Xie Qin. Matching Problem of Sample Quantity and Network Scale when Brain Processing Information .World Health Digest, 2011, 8(21): 88-91 谢勤.大脑处理信息量化模型中的另一种样本重组方案 .中外健康文摘, 2011 , 8( 22) : 209-210 Xie Qin. Another Sample Recombination Solution for Quantitative Model of Brain Information Processing .World Health Digest, 2011, 8(22): 209-210 谢勤.大脑处理信息的样本量和网络规模问题 .中国神经科学学会第九次全国学术会议论文集.北京 : 科学出版社 , 2011 : 366 Xie Qin. Matching Problem of Sample Quantity and Network Scale when Brain Processing Information .Proceedings of the 9 th Biennial Meeting of the Chinese Society for Neuroscience. Beijing: Science Press. 2011 : 366 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编 .中外健康文摘, 2011 , 8( 48) : 78-80 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing .World Health Digest, 2011, 8(48): 78-80 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编二 .中外健康文摘, 2012 , 9(4) : 101-102 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing II .World Health Digest, 2012, 9(4):101-102 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编三 .中外健康文摘,已 发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing III .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编四 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing IV .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编五 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing V .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编六 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VI .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编七 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VII .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编八 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VIII .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编九 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing IX .World Health Digest 谢勤.大脑处理信息量化模型中的细节汇编十 .中外健康文摘, 已发表 Xie Qin. Details of Quantitative Model of Brain Information Processing X .World Health Digest
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另外一种量化方案
XIEQIN 2012-8-24 08:47
另外一种量化方案
1 神经网络中受体调整次数的总和也是网络训练过程中网络调整次数的一个上界;但在考虑信息处理系统行为的时候,还要考虑调整程度足够强的次数的总和。 2 在考察生物神经网络运作时,如果输入输出向量样本对相应网络各边的权值都没有修改,可作为信息提取过程处理。 3 另外一种量化方案:对于网络中的每个细胞,在时间轴上每个时间点都建立观察点,将该时间点上细胞的阈值电位和膜电位考虑各种因素后换算成波动阈值输入。对其他每维输入扩展一维伴生输入,如图中对细胞 A 输入 Input 1 扩展伴生维 Input 1’ ,对输入 Input 2 扩展伴生 Input 2’… ;伴生输入 Input i’ 的权值和输入 Input i 的权值相同 , 在网络训练过程中,如果权值有修改,两者修改值相同; Input i’ 的取值是,如果产生输入 Input i 的输入样本对应的时间点属于细胞(图中是细胞 B1 或者 B2 )的绝对不应期(或约定膜电位超过阈值电位后一定长时间内,不包含达到阈值电位时间点),则 Input i’ 取 1 ,其他时间取 0 。 由1、2,结构风险最小化理论可以和这种量化方案结合起来分析生物神经网络的运作。
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关于网络中权值调整次数上界
XIEQIN 2012-8-17 09:19
神经网络中受体调整次数的总和也是网络训练过程中网络调整次数的一个上界;但在考虑信息处理系统行为的时候,还要考虑调整程度足够强的次数的总和。
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编七
XIEQIN 2012-8-13 09:19
大脑处理信息量化模型中的细节汇编七.doc 摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分,第一部分介绍了“抑制性连接”和“突触长时程抑制”两个概念的区别;第二部分给出了“由于 LTD 有文献 所描述的特性, 可以看到血液循环机制有能力控制处理特定信息时相关网络的范围 ”的相关图示。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing VII Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 tells the differences between two concepts: “depress connection” VS “synapse LTD”; Part2 introduces some pictures about timing control function of blood circulation when brain processing information. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition
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关于样本量化的一个问题
XIEQIN 2012-8-13 08:55
关于样本量化的一个问题
关于样本量化的一个问题
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关于智力起源, 信息存储时需要较大改变网络边权值的原因
XIEQIN 2012-6-28 18:21
关于智力起源, 信息存储时需要较大改变网络边权值的原因
1 .关于智力起源 1 可以看到,大脑神经网络的各个生化参数(如不同 O2 、 H+ 浓度下细胞的放电频率、细胞间连接修改程度、遗忘率等)和血液循环的时序控制作用、海马结构等生理机制和结构通过文献 所述运作机制相互配合,对不同的信息处理组织起不同的子网络,并保证所保存信息的稳定性 , 从而能准确而高效地处理信息 . 2 在 1 中所述的基础上发展起语言机制,进一步可以对不同的信息处理组织起不同的子网络,从而能更准确而高效地处理信息 , 为智力的起源奠定了基础。 2 .一些关于信息存储的细节 对于细胞之间的连接,用类似文献 图一到图四的图示分析也可以看到存储信息时需要较大程度改变权值的原因。 ( 1 )图一表示一个网络,细胞 B 和细胞 A 之间的连接权值为 W0 (为叙述方便,不妨假定 W00 ),分析的时候,把“波动的阈值”分解为两个值,一个是固定的阈值 Ga, 另外一个是 Ga 波动分值(作为一路输入)。图三和四中的坐标轴为各路输入的和(包括细胞 B 向细胞 A 的输入和 Ga 波动分值)约定区间 A0 表示在细胞 B 向细胞 A 的输入为 1*W0 (而不是 0*W0 )的情况下,各路输入的效果总和所处的范围。区间 A0 中小于 Ga 的区间对应的输入样本输出为 0 ,区间 A0 中大于 Ga 的区间对应的输入样本输出为 1 。 ( 2 )现在讨论往网络中存储信息的场景, B 和 A 之间连接权值受到修改,从而实现 B 细胞和 A 细胞同步兴奋(或者 B 细胞兴奋的同时 A 细胞抑制)。有两种情况:( 1 ) B 到 A 的权值受到较大的修改,修改后为 W0+ ⊿ W2 (或者 W0- ⊿ W1 )。( 2 ) B 到 A 的权值受到较小的修改,修改后为 W0+ ⊿ W2 ’ (或者 W0- ⊿ W1 ’ )。图三表示了在情况( 1 )发生后,处于区间 A1 中小于 GA 的长度为 l2 的子区间对应的样本将会出现由输出 0 变为输出 1 (或者处于区间 A1 中大于 GA 的长度为 l1 的子区间对应的样本将会出现由输出 1 变为输出 0 )。图四表示了在情况( 2 )发生后,处于区间 A1 ’ 中小于 GA 的长度为 l2' 对应的样本将会出现由输出 0 变为输出 1 (或者处于区间 A1 ’ 中大于 GA 的长度为 l1' 对应的样本将会出现由输出 1 变为输出 0 )。 ( 3 )对比图三和图四,图三比较大区间对应的输入样本输出为 1 (或者为 0 ),从而为实现在信息存储完成后,实现 B 细胞和 A 细胞同步兴奋(或者 B 细胞兴奋的同时 A 细胞抑制)的概率大提供了可能性;也为在以后出现权值被干扰修改的情况下,输入样本输出发生变化的概率相对比较小提供了可能性。例如:为在以后出现权值被干扰修改的情况下,在 B 细胞向 A 细胞输入为 1 的情况下, A 细胞输出为 1 的概率仍然比较大(或者在 B 细胞向 A 细胞输入为 1 的情况下, A 细胞输出为 0 的概率仍然比较大)提供了可能性,从而实现信息的可靠存储。 ( 4 )通过“用输入输出向量样本集合的分布特性存储信息,在信息存储和提取时采用前面文献所述运作机制”,大脑解决了大规模神经网络处理复杂信息时的样本量和网络规模匹配问题,并保证了信息的可靠存储,从而有利于大脑准确而高效地处理信息。
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存储信息时,较小幅度地修改权值影响不大的原因
XIEQIN 2012-6-28 18:15
存储信息时,较小幅度地修改权值影响不大的原因
对于一个训练好的存储有某一特定信息的子网络,较小幅度地修改权值对原来存储 在网络中的信息影响不大的一个原因: ( 1 )图一表示一个训练好的存储有某一特定信息的网络,细胞 B 和细胞 A 之间的连接权值为 W0 ,分析的时候,把“波动的阈值”分解为两个值,一个是固定的阈值 Ga, 另外一个是 Ga 波动分值(作为一路输入)。图三和四中的坐标轴为各路输入的和(包括细胞 B 向细胞 A 的输入和 Ga 波动分值)约定区间 A0 表示在细胞 B 向细胞 A 的输入为 1*W0 (而不是 0*W0 )的情况下,各路输入的效果总和所处的范围。在信息处理正确的情况下,区间 A0 中小于 Ga 的区间对应的输入样本输出应为 0 ,区间 A0 中大于 Ga 的区间对应的输入样本输出应为 1 。 ( 2 )现在假设训练好的图一的网络中的一些连接权值受到修改。有两种情况:( 1 ) B 到 A 的权值受到较大的修改,修改后为 W0- ⊿ W1 ,或者 W0+ ⊿ W2 ( 2 ) B 到 A 的权值受到较小的修改,修改后为 W0- ⊿ W1 ’ ,或者W0+ ⊿ W2 ’ 。图三表示了在情况(1 )发生后,处于区间 A1 (长度为 l1+l2 )对应的样本将会出现输出变化的情况(即由输出 1 变为输出 0 ,或者由输出 0 变为输出 1 )。图四表示了在情况( 2 )发生后,处于区间 A1 ’ (长度为l1'+l2' )对应的样本将会出现输出变化的情况(即由输出 1 变为输出 0 ,或者由输出 0 变为输出 1 )。 ( 3 )对比图三和图四,在权值修改比较小的情况下,比较小区间对应的输入样本输出会受影响,因此对原存储的信息影响不大。 ( 4 )对于有多条连接出现权值修改的情况,可以结合联合分布相关理论和上述方法分析。
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编五
XIEQIN 2012-6-28 18:06
大脑处理信息量化模型中的细节汇编五.doc 摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分给出了一些说明;第二部分介绍关于时间感知机制的一些细节。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理;时间认知 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing V Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part 1 gives some explanations; Part2 introduces some details about the mechanism of time cognition. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing; time cognition
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编四
XIEQIN 2012-6-28 18:03
大脑处理信息量化模型中的细节汇编四.doc 摘要 :文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分介绍血液循环的时序控制作用对 Homo-LTD 、 Hetero-LTD 产生范围的影响;第二部分是关于细胞同步兴奋的一些说明。 关键词 过程存储与重组模型;时序控制;微循环;结构风险;中枢神经系统;信息处理 中图分类号: Q426 文献标识码: A 文章编号: Details of Quantitative Model of Brain Information Processing IV Abstract: Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literatures introduced details of the quantitative model. This article introduces more details, including 2 parts. Part1 discusses how timing control function of blood circulation effects Homo-LTD and Hetero-LTD; Part2 discusses details about “group of cells being in a state of excitement synchronously”. Keywords: model of process storing and recalling; timing control; microcirculation; structure risk minimization; CNS; information processing
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编二
XIEQIN 2012-6-28 17:50
大脑处理信息量化模型中的细节汇编二.pdf 【摘要】文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论 说明时序控制作用的意义。文献 汇总介绍量化模型中的一些细节,本文将继续对更多细节进行介绍,以期同行能更深入理解该模型。文章包括两部分:第一部分介绍了在一些临界场景下怎样判别一个样本是否包含某一动作电位;第二部分介绍了量化模型中对“一个细胞各路输出不同”场景的建模方法。 【关键词】 过程存储与重组模型 时序控制 微循环 结构风险 中枢神经系统 信息处理 Details of Quantitative Model of Brain Information Processing II 【Abstract】 Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. Literature introduced details of the quantitative model. This article introduces more details of the quantitative model, including 2 parts. Part 1 introduces how to tell whether a sample contains a certain AP in some scenarios; Part 2 introduces how to model the scenario “different output branches of a neuron have different output values”. 【Keywords】 model of process storing and recalling timing control microcirculation structure risk minimization CNS information processing
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大脑处理信息量化模型中的细节汇编
XIEQIN 2012-6-28 17:47
大脑处理信息量化模型中的细节汇编.pdf 【摘要】 文献 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论 说明时序控制作用的意义。本文将汇总介绍量化模型中的一些细节,以期同行能更深入理解该模型。文章包括三部分:第一部分作了一些更正;第二部分介绍了在观察的时间精度和空间精度更加精细的情况下,如何确定一个样本中阈值的值;第三部分介绍了大脑处理信息过程中“索引效应”的本质。第四部分介绍理论建立和应用过程中的一些神经网络原理。 【关键词】过程存储与重组模型 时序控制 微循环 结构风险 中枢神经系统 信息处理 Details of Quantitative Model of Brain Information Processing 【Abstract】 Literatures suggest that blood circulation plays the role of basic timer when brain processing information; and suggest a quantitative model of brain information processing. This article introduces details of the quantitative model, including 4 parts. Part 1 gives a correction; Part2 introduces "how to define Gate value" in greater details; Part3 introduces the essential nature of "indexing effect" when brain processing information; Part4 introduces some basic neural network principles of "theorizing". 【Key words】model of process storing and recalling timing control microcirculation structure risk minimization CNS information processing
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大脑处理信息量化模型中的另一种样本重组方案
XIEQIN 2012-6-28 17:43
大脑处理信息量化模型中的另一种样本重组方案.pdf 【摘要】文章 提出了血液循环在大脑处理信息的过程中具有时序控制作用,并用量化模型结合结构风险最小化相关理论 说明时序控制作用的意义。量化模型中涉及网络训练样本的重组问题,文章 已给出一种样本重组方案,本文将介绍另外一种样本重组方案。在量化模型中,每个神经细胞有两种角色,一是某个分解出来的前向网络的输出细胞,一是各前向网络的输入细胞。对于输出细胞这一角色,训练样本排列图中的每条竖线对应一个“已经经过处理,传输到达输出细胞,经输出细胞加和后成为前向网络输出”的样本;对于输入细胞这一角色,每条竖线对应的输入样本经样本重组后成为输入每个前向网络模型的样本。采用不同的样本重组方案不影响量化模型中应用结构风险最小化相关理论进行分析的推导过程。 【关键词】 过程存储与重组模型 时序控制 微循环 结构风险 中枢神经系统 信息处理
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血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用整理
XIEQIN 2012-6-28 17:37
血液循环在大脑信息处理过程中的时序控制作用整理.pdf 【摘要】 本文针对《大脑处理信息的过程存储与重组模型》和《血液循环在大脑处理信息过程中的时序控制作用》发表 后,一些同行反馈较难理解的问题,对已发表的文献 从以下四个方面进行解析,以期同行对其有更深入的理解。(一)总结前面提出血液循环在大脑信息处理过程中有时序控制作用的主要依据有如下几点: ① 因为毛细血管供血半径可以精确到和锥体细胞体积一致,所以血液循环有可能在精确到细胞的空间精度上造成所带来物质的浓度差,从而对不同信息处理组织起不同的子网络;② 血管在秒的时间尺度内相对定型的和微循环系统的调节机制,这保证了一定的子网络结构稳定性和子网络组织灵活性;③ 浓度差异可以随血液灌注到达而发生,这涉及到物质的运输速度问题,一些物质的运输速度可以达到这个要求,例如O2和CO2;④ 已经发生的浓度差异需要有能够影响信息处理的分子机制基础:这是存在的,例如PH值波动对NMDA受体活性的影响;O2的不同造成糖不同方式代谢量比例的不同,进而影响ATP产量;⑤ 血液循环对信息处理在秒或者更小时间尺度上的影响可以观察到,大脑血行停止5-10秒后可以引起意识的消失,这个时间同微动脉和毛细血管自律周期时间尺度相近;⑥ 所运输到达的物质是化学反应网络中的瓶颈物质,例如O2;⑦ 综合分析各种情况下的脑电图现象。(二)简要介绍所建立的脑电波模型;(三)总结人工神经网络研究规律,用结构风险最小化等工具分析了血液循环的时序控制作用在大脑高效率处理信息方面的意义,说明语言机制,海马结构等因为相同的原因有利于大脑高效率处理信息;(四)介绍过程存储与重组模型的一些观点和作用。 【关键词】过程存储与重组模型 脑电波 血液循环 时序控制 结构风险最小化 时间认知 微循环 A Review of Timer Role of Blood Circulation When Brain Processing information 【Abstract】 After publish of Storing and Re-engineering of Models of Cerebral Information Process and Timer Role of Blood Circulation when Brain Processing Information, some peers fed back that those papers are hard to understand. In order to make the theory easier to be understood, this paper gives a brief review of , including four parts. Part 1 gives a brief review of evidences that support blood circulation has timing control function when brain processing information: (1) Because the diameters of capillaries can be smaller than a pyramid cell, artery blood can engender concentration differences of matters brought by itself in a spatial precision of a single cell. (2)Because blood vessels can relatively maintain their modal stability in a time scale of second, the sub networks that formed by microcirculation mechanism when processing different information have relative stability and changeability. (3)Transport speeds of some matters (e.g. O2, CO2) from capillaries to tissue (or from tissue to capillaries) are quick enough, so that concentration differences of these matters can be engendered as soon as artery blood arrives. (4)Concentration differences that have been engendered are able to effect information processing. For example, H+ can depress NMDA receptors; O2 effects the production of ATP. (5) One will lost conscious 5-10 seconds after stop of blood supply, this time scale is same with active periods of micro arteries and capillaries.(6)Some matters brought by artery blood are ‘bottle neck matters’ of biochemical reactions, e.g. O2.(7)EEG phenomena that are mentioned in the EEG model we have built. Part 2 gives a brief review of the EEG model that we have built. With the help of some math tools from artificial intelligence area (e.g. Structure risk minimization etc.), Part 3 explains why timing control function of blood circulation is important when brain processing information efficiently; and explains why physiology structures and mechanisms that are able to organize respective sub networks (e.g. language mechanism, hippocampus formation etc.) when brain processing different information are important when brain processing information efficiently. Part 4 introduces some viewpoints of “model of process storing and recalling”. 【Key words】model of process storing and recalling EEG blood circulation timing control Structure risk minimization time cognition information process CNS micro circulation
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大脑处理信息的样本量和网络规模问题
XIEQIN 2012-6-28 15:49
大脑处理信息的样本量和网络规模问题.pdf 【摘要】结合人工神经网络领域的理论成果,量化描述大脑处理信息的过程,分析大脑各生化参数、生理机制对具体信息存储、信息提取的影响,将有助于进一步理解大脑的工作原理。本文介绍了一个量化描述大脑信息存储、信息提取的思路,并结合结构风险最小化原理,分析说明大脑在具体信息处理过程中存在样本量和网络规模匹配的问题。在量化模型的帮助下,可以看到,血液循环的时序控制作用、语言机制等能和大脑的生化参数相互配合,实现如下几点,从而使大脑能对不同信息处理组织起相对独立规模受控的子网络,降低结构风险,准确而高效的处理信息:1 在处理特定信息的时候,相关网络中细胞的兴奋程度足够大,并且能维持足够长的兴奋时间 2 在处理特定信息的时候,无关网络中细胞的兴奋程度足够小 3 兴奋程度大小和时间长短不同造成连接改变程度差异,改变程度差异参数和遗忘机制的参数能相互配合 4 在实现差异的基础上,又能保证生化环境的稳定,使信息提取时输入神经网络的样本不和训练样本差别过大 5 子网络的组织有一定的稳定性和灵活性。 【关键词】过程存储与重组模型 时序控制 微循环 结构风险 中枢神经系统 信息处理 【中图分类号】R74【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085(2011)21-0088-04 Matching Problem of Sample Quantity and Network Scale when Brain Processing Information 【Abstract】 This article introduces a solution of quantifying the information storing and recalling processes of the brain. The solution is basing on math tools from AI area. Under the framework of the solution, analyzing how biochemical parameters of the brain and kinds of physiological mechanisms of the brain affect the processes of storing and recalling a piece of information, it’s helpful for understanding the working mechanism of the brain. With the help of quantify model, we can see there is a matching problem of network training sample quantity and network scale. Timing control function of blood circulation and language mechanisms etc. solve thismatching problem by organizing respective sub networks when brain processing different pieces of information because: these physiological mechanisms(timing control function of blood circulation, language mechanism, etc) can cooperate with kinds of biochemical parameters of the brain(e.g. O2concentration, discharge rate of cell, forgotten rate etc.). The solution of matching problem result in high accuracy and efficiency when brain processing information. 【Key words】model of process storing and recalling timing control microcirculation structure risk minimization CNS information processing
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