Сегментная спайковая модель нейрона CSNM

Цель настоящего исследования — разработка сегментной спайковой модели нейрона как элемента растущих нейронных сетей. Методы. В работе применены методы математического и численного моделирования и проведено сравнение реакций на одиночный импульс предложенной сегментной спайковой модели нейрона и модели порогового интегратора с утечкой. Рассмотрен также вопрос о влиянии гиперпараметров предложенной модели на динамику возбуждения нейрона. Все описанные эксперименты проводились в среде Matlab Simulink с использованием средств разработанной библиотеки. Результаты. По результатам исследования был сделан вывод о том, что предложенная модель способна качественно воспроизвести реакцию точечной классической модели, а настройка гиперпараметров позволяет воспроизводить следующие закономерности распространения сигналов в биологическом нейроне: уменьшение максимального потенциала и увеличение задержки между входным и выходным импульсами с увеличением размера нейрона или длины дендрита, а также рост потенциала при увеличении числа активных синапсов. Заключение. Показано, что предложенная сегментная спайковая модель нейрона позволяет описывать поведение биологических нейронов на уровне воспроизведения динамики преобразования импульсных сигналов. Гиперпараметры модели позволяют осуществлять настройку реакций нейрона при фиксированных остальных параметрах. Такая модель может использоваться как элемент спайковых нейронных сетей с детализацией до уровня сегментов дендритных деревьев нейронов.

нейроморфные системы, спайковая нейронная сеть, спайковый нейрон, сегментная модель нейрона