感覚と情報 4 -- 計算するニューロン

【感覚と情報 4 -- 計算するニューロン】

10/29 マルレクにむけたショートムービー「感覚と情報 4 -- 計算するニューロン」を公開しました。

スライドのpdf版には、こちらからアクセスできます。

ニューロンの働きで重要なことは、それが計算する能力を持っていることです。

ニューロンは、シナプスを通じて受け取った複数の入力から、一つの出力を計算して、その出力をつながっている複数のニューロンに送ります。

出力は「ある」か「ない」かの二種類だけです。ニューロンがの出力が「ある」場合、ニューロンが「発火した」といいます。出力が「ある」か「ない」か、同じことですが、ニューロンが「発火する」か「発火しない」のかが、ニューロンが行う計算では重要です。

このことは、ニューロンが、「発火する」か「発火しない」のか、出力が「ある」か「ない」かといったスタイル、すなわち、1か0かのディジタルなスタイルで信号を処理していることを意味します。

ここでは、ニューロンが行うディジタルな計算の要である、ニューロンが発火する条件を見ていきます。

基本は、ニューロンのすべてのシナプスからの「発火しよう」という意見と「発火やめよう」という意見から、発火するかしないかを多数決で決めていきます。「発火しよう」と主張するシナプスを「興奮性シナプス」、「発火やめよう」と主張するシナプスを「抑制性シナプス」といいます。

ただ、すべてのシナプスが、同じ一票を持っているわけではありません。株主総会での投票権が、持ち株の数に応じて変わるように、あるシナプスは3票の、またあるシナプスは、10票の投票権を持つことがあります。各シナプスが持つ投票権を「重み」といいます。

最後に、発火の賛成票が反対票を一票でも上回れば、発火するわけではありません。ある一定数以上の票差がないと発火は行われません。この票差を「バイアス」といいます。

各シナプスへの入力の有無、各シナプスの持つ重み、ニューロンのバイアス、この三つのタイプのパラメーターで、ニューロンは計算を行います。

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