بررسي اثر اتصالات خودبازخوردي تاخيردار بر روي هم گامي در شبكه هاي نوروني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نرم افزار

كارشناسي ارشد

چكيده فارسي: با پيشرفت علم در حوزه علوم‌اعصاب و درك ارتباطات ميان نواحي مختلف مغزي حين انجام يك فعاليت مغزي، در چند سال اخير تاخير در انتقال پيام‌هاي عصبي در اتصالات بازخوردي و تاثير آن‌ها به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. بخشي از اين مطالعات بر روي اتصالات بازخورد در مغز و نقش آن در پويايي نورون‌ها و هم‌گامي و همچنين حافظه كوتاه مدت انجام شده‌است. با وجود اين تحقيقات گسترده، مسائل حل نشده بسياري در مورد اتصالات بازخورد تاخيردار باقي مانده است. از جمله اينكه اتصالات بازخورد چگونه بر هم‌گامي در بسامدهاي مختلف تاثير مي‌گذارند، تفاوت تاثير اتصالات بازخورد تحريكي و مهاري چيست؟، تاثير آن‌ها در انتقال پيام‌هاي عصبي چيست و اين تاثيرات چگونه به ويژگي‌هاي درون شبكه مورد مطالعه بستگي پيدا مي‌كند. براي اين منظور در اين پايان‌نامه يك شبكه‌ي اتصال‌كامل در مقياس مزوسكوپيك با تعداد 100 نورون مورد مطالعه و شبيه‌سازي قرار گرفته است. با اعمال اتصالات بازخورد برخي از سوالات فوق مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مطالعه از مدل محاسباتي هاجكين هاكسلي كه بر پايه رفتار غشاي نورون‌هاي واقعي بنا شده‌ است براي توصيف پويايي نورون‌هاي داخل شبكه استفاده شده است. از نتيجه‌ي آزمايش‌ها مشاهده شد كه فعاليت اتصال بازخوردي تاخيردار مهاري و تحريكي بر هم‌گامي طبق منحني پاسخ فاز منفي و مثبت تاثير گذار بوده‌است، به طوري كه براي وزن‌هاي سيناپسي متفاوت به ازاي برخي از مقادير تاخير زماني حدود 7 تا 12 ميلي ثانيه ميزان هم‌گامي شبكه افزايش پيدا مي‌كند و براي مقادير تاخير زماني در بازه هاي 0 تا 7 و 12 تا 18 ميلي ثانيه هم‌گامي كاهش پيدا مي‌كند. همچنين در اين مطالعه اثر ثابت زماني مورد بررسي قرار گرفته‌است به طوري كه مشاهده شد كه ثابت زماني همانند وزن‌هاي سيناپسي الگوهاي مشابهي را به‌ازاي تاخير‌هاي زماني در يك دوره تناوب ذاتي نورون‌هاي داخل شبكه، براي هم‌گامي شبكه بوجود مي‌آورد. از نتايج ديگر مشاهده شد كه در حالتي كه شبكه ناهم‌گام باشد مي‌توان وزن سيناپسي اتصال بازخوردي مهاري را به عنوان پارامتر دوشاخگي هوپف زيربحراني درنظر گرفت كه مي‌تواند هم‌گامي كل شبكه را كنترل كند به طوري‌كه در مقياس پايين اين پارامتر شبكه نا‌هم‌گام باقي مي‌ماند و در مقياس بالا شبكه كاملا هم‌گام مي‌شود.

228340

هوش مصنوعي و رباتيكز

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان