Tiny Tech

شبکه های عصبی طبیعی

شبکه های عصبی مصنوعی رابطه دورادوری با نقطه مقابل طبیعی خود دارد.

در این قسمت مختصرا برخی از خصوصیات توابع مغزی که از آن ها در راستای توسعه شبکه های عصبی مصنوعی الهام گرفته شده  را بر خواهیم شمرد.

مغز انسان شامل بیش از ۱۰ به توان ۱۱ نورون عصبی می باشد که از طریق حدود ۱۰ به توان ۴ اتصال به ازای هر نورون به هم متصل شده اند.

به طور کلی و متناسب با کاربرد مورد نظر ما می توان سه قسمت اصلی برای نورون ها در نظر گرفت : دندریت ، بدنه سلول و آکسون.

دندریت ها دریافت کننده های درخت شکل از جنس فیبر های عصبی هستند که سیگنال های الکتریکی را به بدنه سلول منتقل می کنند.

بدنه سلول این  سیگنال ها را جمع کرده و یک یک حد آستانه بر روی آن ها اعمال می کند.

در نهایت آکسون یک فیبر عصبی بلند است که این سیگنال ها را از بدنه سلول به نورون های دیگر منتقل می کند.

به نقطه اتصال بین آکسون یک سلول عصبی با دندریت سلول های عصبی دیگر سیناپس گفته می شود.

نحوه چینش نورون ها و قدرت سیناپس ها با توجه به فرآیند های پیچیده شیمیایی معین می گردد که آن ها در واقع بنا کننده تابع شبکه های عصبی می باشد.

شکل زیر یک طرح ساده از دو نورون عصبی را نشان می دهد:

برخی از ساختار های عصبی در هنگام تولد تعریف می شوند و برخی دیگر در طول زندگی و از طریق فرآیند یادگیری توسعه می یابند.

در واقع یادگیری عبارتست از ایجاد اتصال های جدید و یا قطع کردن برخی اتصالات عصبی قدمی.

توسعه این روند در مراحل اولیه زندگی بسیار قابل توجه است.

به عنوان مثال ثابت شده است که اگر در یک محدوده خاص زمانی مانع از استفاده یک بچه گربه ازیک چشم شویم دیگر هرگز او قادر به توسعه بینایی در آن چشم در دوران زندگی خود نخواهد بود.

روند تغییر ساختار های عصبی در طول زندگی ادامه می یابد.

تغییرات بعدی که در طول زندگی در ساهتار های عصبی ایجاد نی شوند عمدتا متاثر از قدرت و ضعف اتصالات سیناپسی هستند.

به عنوان مثال ثابت شده است که حافظه انسان با توحه به قدرت سیناپتیک شکل می گیرد.

بنابراین فرآیند یادگیری چهره یک دوست جدید با تغییر در قدرت چندین سیناپس ممکن می شود.

شبکه های عصبی مصنوعی فعلی هرگز به پیچیدگی مغز انسان نیستند.

اما به هر حال دو شباهت اساسی بین شبکه های عصبی زنده و مصنوعی وجود دارد.

شباهت اول در این است که ساختار هر دو از یک ابزار محاسباتی ساده ( البته شبکه عصبی مصنوعی خیلی ساده تر از گونه زنده آن می باشند) با به هم پیوستگی بسیار بالا تشکیل شده اند.

شباهت دوم این است که هر دو مورد اتصالات بین نورون ها تعیین کننده تابع شبکه می باشند.