Операція впізнавання - векторне перетворення в нейронних мережах

Довготривала пам`ять пов`язана з роботою нейронів, що утримують сліди стимуляції необмежено довгий час. Такими нейронами є гностичні одиниці (Конорскі, 1967). При дії зовнішнього стимулу насамперед виникає перцептивний викликаний потенціал, який вимірює різницю між стимулом і фоном. За ним слідує негативність неузгодженості, що вимірює різницю між слідами короткочасної пам`яті для стандартного і девіантної стимулів. Аналогічним чином виникає викликаний потенціал довгострокової пам`яті, що вимірює різницю між її слідами. Принцип векторного кодування дозволяє перейти від обчислення перцептивних відмінностей до обчислення відмінностей між слідами короткочасної і довготривалої пам`яті, представляючи викликаний потенціал у вигляді комбінації трьох абсолютних величин векторних різниць: векторів збудження предетекторов, векторів слідів короткочасної, а також довготривалої пам`яті. C цієї точки зору негативність неузгодженості визначається абсолютними величинами різниць не тільки векторів короткочасної, але і довготривалої пам`яті, що зберігає сліди стандартного і девіантної стимулів. Це підтверджується при дослідженні негативності неузгодженості щодо замінних в експерименті голосних, сліди яких утримуються в довготривалій пам`яті (Naatanen, 1992).

Сприйняття складного стимулу пов`язано з переходом від комбінації порушень нейронів-предетекторов до виборчої активації визначальною це сприйняття специфічної гностичної одиниці. Така активація є результатом скалярного множення двох векторів: вектора збудження предетекторов і вектора синаптичних ваг гностичної одиниці. Вектор збудження предетекторов визначається чинним в даний момент стимулом. Синаптичні ваги різних гностичних одиниць формуються в ході навчання. Вектор збудження діє паралельно на цілу популяцію гностичних одиниць, реалізуючи в кожній з них скалярний твір вектора збудження на вектор ваг синаптичних контактів. Максимальна реакція виникає в тій гностичної одиниці, вектор синаптичних терезів якої збігається з чинним вектором збудження.

В ході набуття життєвого досвіду відбувається формування нових гностичних одиниць, і таким чином розширюється коло сприймаються об`єктів. Накопичення слідів довготривалої пам`яті в першому наближенні можна представити як поява нових гностичних одиниць, які фіксують окремі події. Оформлення цих одиниць полягає в тому, що в повному обсязі диференційована нервова клітина під впливом нового вектора збудження набуває ваги синаптичних зв`язків, рівні пресинаптическим возбуждениям, які представляють собою компоненти чинного вектора збудження. Таким чином, в повному обсязі диференційований нейрон стає повністю диференційованим. Набутий цим нейроном вектор синаптичних ваг робить його потенційно налаштованим на певний вектор збудження. Оскільки останній визначається чинним стимулом, то і гностична одиниця стає вибірково налаштованої на цей стимул. Такий стимул «знаходить» відповідну йому гностическую одиницю серед безлічі інших. Це досягається тим, що скалярний твір вектора збудження і вектора синаптичних ваг досягає максимуму саме в цій гностичної одиниці.

Помилки в впізнаванні стимулу з`являються в тих випадках, коли синаптичні ваги інший гностичної одиниці виявляються близькими до діючого вектору збудження. Труднощі в розпізнаванні об`єкта виникають в результаті того, що вектор збудження не робить дії на релевантну гностическую одиницю. Оптимізувати впізнавання об`єкта можна шляхом сканування поля гностичних одиниць «прожектором» внутрішнього уваги.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!