IT.vrukah.info

Помочь проекту - поделиться ссылкой с друзьями

Идентификация многомерных систем при помощи искусственных нейронных сетей

Содержание:

1.1 Биологический нейрон

Основу каждой нейронной сети составляют относительно простые, в большинстве случаев - однотипные элементы, имитирующие, работу нейронов головного мозга. Центральная нервная система имеет клеточное строение. Единица - нервная клетка , нейрон. Нервная клетка получает, обрабатывает и передает информацию, закодированную в виде электрических или химических сигналов. В коре головного мозга человека их насчитывают, по крайней мере, 14 миллиардов. Нейрон состоит из тела клетки сомы (soma), и двух типов внешних древо-подобных ветвей: аксона (axon) и дендритов (dendrites). Тело клетки включает ядро (nucleus), которое содержит информацию о наследственных свойствах, и плазму, обладающую молекулярными средствами для производства необходимых нейрону материалов. Нейрон получает сигналы (импульсы) от других нейронов через дендриты и передает сигналы, сгенерированные телом клетки, вдоль аксона, который в конце разветвляется на волокна (strands). На окончаниях этих волокон находятся синапсы (synapses). [4]

рис. 1.1.1. Биологический нейрон
Аксон всегда один или ни одного у каждой клетки, может быть длинным (до 1м). Аксон является выходной связью данного нейрона, с которой сигнал (возбуждения или торможения) поступает на синапсы других нейронов. Ближе к концу аксон часто ветвится. Дендриты - это отростки нейрона, проводящие импульсы к телу нейрона. Они, как правило, короткие, относительно широкие, сильно ветвящиеся, образуют множество синапсов с другими нервными клетками. Активность в дендритах меняется плавно. Синапс является местом контакта нервных волокон и в его функцию входит передавать возбуждение от клетки к клетке. Передача через синапс почти всегда однонаправленная. Различают возбуждающие синапсы, которые передают импульсы, активизирующей нейрон, и тормозящие синапсы, которые передают импульсы, тормозящие его активность. Интенсивность сигнала, получаемого нейроном, сильно зависит от активности синапсов. Каждый синапс имеет протяженность, и специальные химические вещества передают сигнал вдоль него. Нейроны взаимодействуют посредством короткой серии импульсов. Импульсы по волокну передаются в виде скачков потенциала внутриклеточной среды по отношению к внешней среде, окружающей клетку. Скорость передачи - от 1 до 100 м/с.
Кора головного мозга человека является протяженной, образованной нейронами поверхностью толщиной от 2 до 3 мм с площадью около 2200 см2, что вдвое превышает площадь поверхности стандартной клавиатуры. Кора головного мозга содержит около 1011  нейронов, что приблизительно равно числу звезд Млечного пути.   Каждый нейрон связан с 103 - 104 другими нейронами. В целом мозг человека содержит приблизительно от 1014 до 1015 взаимосвязей. [4]

Яндекс.Метрика