Wie kann STDP mit wechselseitiger Konnektivität passen?

Ich habe eine eher technische Frage zur STDP-Dynamik. Ich arbeite an einem neuronalen Netzwerk, das einen STDP-Lernalgorithmus implementiert, und habe festgestellt, dass es extrem antireziprok ist. Wenn zwei Neuronen eine bidirektionale Konnektivität zwischen sich haben, werden die Bedingungen, die eine Richtung stärken, unweigerlich die andere schwächen, soweit ich das verstehen kann. Wenn B unmittelbar nach einer Spitze in A beständig feuert, wird die A->B-Synapse gestärkt, die B->A-Synapse würde jedoch schwächer, da die Rollen vor der Synapse / nach der Synapse umgekehrt sind. Dies wäre kein großes Problem, wenn es nicht empirische Beweise für eine hohe Reziprozität in der kortikalen Konnektivität gäbe.

Übersehe ich etwas? Ist das ein bekanntes Manko des Modells?

Könnte dieses Problem nicht dadurch gelöst werden, dass man in beiden Verbindungen eine gewisse Transduktionsverzögerung (Signaltransduktion, synaptische Übertragung) hat?
Ja, diese Antwort habe ich auch gerade von einem Freund aus der Branche bekommen. Es scheint die Lösung zu sein - die STDP-Funktion nicht auf die Zeit 0 auszurichten, sondern auf ein bestimmtes -Xms nach links. Haben Sie eine Vorstellung davon, welche Übertragungsverzögerung angemessen ist?
Dies hängt sicherlich davon ab, was Sie modellieren möchten (dh Zellen, welcher Teil des Gehirns). Leider habe ich keine Reverenz zur Diskussion dieses Themas zur Hand.
Eine Synapse existiert nicht isoliert im Gehirn. Das schränkt ein, wie korreliert die Feuerraten zweier Neuronen werden können. Darüber hinaus kann die reziproke Konnektivität zu denselben Neuronen, aber nicht zu derselben Stelle auf dem Neuron erfolgen. Zum Beispiel könnte Neuron A weit von Bs Soma entfernt synapsen, aber B könnte nahe an A's Soma synapsen.
Nicht alle Synapsen verwenden STDP als Lernregel. Einige Synapsen haben normales hebbisches Lernen.

Antworten (1)

Bedenken Sie, dass die Beseitigung eines solchen Phänomens nicht ideal ist. Es wurde vorgeschlagen, dass tatsächliche neuronale Netzwerke unter der Spannung der synchronen Entkopplung existieren.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627308001281

Um Ihre Frage zu beantworten, sollten Sie jedoch wahrscheinlich berücksichtigen, dass wechselseitige Verbindungen möglicherweise nicht zwischen zwei einzelnen Neuronen bestehen. Vielmehr sind Axone im Kortex zu Minisäulen zusammengeballt, von denen jede mehr als 20 Pyramiden in supragranularen Schichten aufweist. Es ist eine Vermutung, aber es ist möglich, dass die gegenseitigen Verbindungen zwischen verschiedenen Pyramiden innerhalb von Minispalten (oder sogar verschiedenen Pyramiden innerhalb von Spalten oder einer anderen gewünschten Makrostruktur) bestehen.

Sie haben genau recht. Sie sollten Ihre Antwort bearbeiten, um mehr Sicherheit zu demonstrieren: Reziprozität ist keine Eigenschaft einzelner Neuronen. Es ist eine Eigenschaft von Kernen. Aber eine Einschränkung ... das gilt nur für chemische Synapsen. Elektrisch gekoppelte Neuronen (Gap Junction) können reziprok sein. Eine weitere Einschränkung ... rückläufige Signalgeber wie THC wirken rückwärts auf chemische Synapsen ... es gibt also eine Art Reziprozität auf der Ebene einzelner Neuronen, aber es ist nicht wirklich Teil von Standardmodellen. Und was sie tun, ist die Verbindung zu modulieren... keine elektrischen Signale zu senden.
@ Xurtio Ich verstehe. Ich war ein bisschen zweideutig, weil ich keine direkte Quelle vorweisen konnte. Es ist nur eine Schlussfolgerung aus anderen Dingen, die ich über das Nervensystem weiß. Ich werde versuchen, Quellen zu finden und die Antwort zu bearbeiten, um sicherer zu sein.
Wie kann STDP mit wechselseitiger Konnektivität passen?
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