Глава 2. ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЙРОНА
2.14. ВОЗБУЖДАЮЩИЕ СВЯЗИ, СТАТИЧЕСКАЯ И
ДИНАМИЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТЫ
Величина возбуждающей связи r+ — положительная величина, имеющая быстро-
и медленноменяющиеся компоненты: rд — динамическую и rс — статическую. Каждая из компонент не
обязательно положительная величина, поэтому
| r += (r д+r с)Е(r д+r с), |
(2.14) |
где функция Е равна единице при положительном аргументе и
нулю — при отрицательном.
Динамическая компонента существенно изменяется за время
генерации нейрона. В ней материализуется кратковременная память
автомата о своей истории развития. Статическая компонента формируется
на основе значений динамической компоненты, усредненной по многим
сериям генераций. В статической компоненте материализуется
долговременная память автомата.
Поведение во времени статической компоненты связи можно
описать уравнением
| dr с/dt=kR3r д -m
сr с |
(2.15) |
в котором k — константа; R3
— функция от QS , реализующая поощрение (о
ней будет сказано); mс
— функция от rс,
график которой показан на рис. 2.12. Когда rс близко к некоторому значению ropt —
константе, то темп рассасывания статической связи (величина, обратная
времени усреднения) имеет наименьшее значение. Связь, близкая к r opt, меняется
очень медленно. Как большая, так и малая связь быстро уменьшаются.
Таким образом, если в результате усреднения по большому числу серий
разрядов статическая связь оказалась малой по сравнению с r opt, то
память об этом сохранится недолго. Если же r
оказалось больше r opt,
то связь, снизившись до уровня r opt, надолго сохранится. Если, согласно
(2.15), оказывается r <0, то связь
перестает работать, т.е. воздействие по такой связи не передается.
Рис. 2.12. Зависимость m
с от r
с
Поведение во времени динамической компоненты связи можно
описать уравнением
| djir д/dt=jR1
Ч iR2 - m д Ч jir д, |
(2.16) |
в котором m д
— темп рассасывания динамической связи — константа, существенно
большая, чем m с.
Величина R1 характеризует
способность нейрона изменять связи на другие нейроны. Она зависит от
режима работы нейрона, дающего связь:
| dR1/dt=g 1n
- m 1д R1 |
(2.17) |
Здесь g 1
и m 1д
— константы; n — частота генерации нейрона,
от которого идет возбуждение. Способность изменять связи на другие
нейроны возрастает, когда нейрон генерирует, и рассасывается после
прекращения генерации.
Величина R2 характеризует
способность нейрона изменять связи от других нейронов на него. Она
зависит от режима работы нейрона, принимающего связь:
| dR2/dt=g 2n
(n opt - n ) -
m 2д
R2 |
(2.18) |
Здесь g 2,
m 2д,
n opt
— константы; n — частота генерации нейрона,
на который приходит возбуждение. Генерация нейрона увеличивает R2, если частота генерации ниже оптимальной,
и уменьшает в противном случае.
Длительная сверхвысокочастотная генерация может сделать R2 отрицательной величиной. Из-за этого и r д может
временно оказаться отрицательной величиной. С помощью фактора R2 осуществляется, в частности,
регулирование частоты генерации нейрона. Если эта частота длительно
отличается от оптимальной, связи на данный нейрон изменяются в таком
направлении, чтобы приблизить частоту к n opt. Как и в других случаях, в отсутствие
собственной генерации способность изменять идущие от других нейронов
связи утрачивается.
