27. Схема возвратного торможения на примере регуляции разрядов мотонейрона

В качестве простой нейронной структуры с обратными связями рассмотрим систему саморегуляции мышечным сокращением. Структурная схема данной связки нейронов приведена здесь.

Здесь мотонейрон – нейрон больших размеров, отвечающий непосредственно за мышечное сокращение. Увеличение частоты генерации на его выходе приводит к росту величены мышечного сокращения.

Клетка Реншоу – нейрон малых размеров – обеспечивает ограничение частоты разрядов мотонейрона (возвратное торможение).

На данных графиках приведены результаты работы модели.

            На графике вверху результаты работы физической модели на частотах 20 и 50 Гц.

На графике внизу реакции нашей модели. Можно наблюдать качественно сходную картину реакций при замкнутой ОС. 

28. Ччх мотонейрона с возвратным торможением и в его отсутствии

Результаты эксперимента демонстрируют действие двух механизмов ограничения частоты разрядов мотонейронов. Первый – это возвратного торможение через клетку Реншоу, когда частота мотонейронов стабилизируется в диапазоне низких частот при широком варьировании частоты возбуждения мотонейрона. Второй механизм – это ограничение частоты разрядов на выходе мотонейрона, характеризующееся уменьшением частоты на выходе при продолжающемся увеличении частоты следования импульсов на входе мотонейрона. В данном случае, в модели нейрона воспроизводится один из механизмов пресинаптического торможения, предохраняющий биологический нейрон от перевозбуждения и истощения.

29. Программное обеспечение

            Изначально для этой модели было разработано программное обеспечение для удобного и более-менее универсального способа описывать подобные системы и сети из них, которые отличает в первую очередь произвольная организация связей, а также необходимость иметь достаточно легкую возможность замены одного модуля другим, с иной математической моделью. В итоге работа разрослась в некоторый программный комплекс названый NeuroModeler. В его основе лежит собственно вычислительное ядро, написанное на ANSI C++, и интерфейс на Borland C++ Builder. Имеется возможность наблюдать результаты счета как графики во времени и виде спектра частот, модифицировать во время выполнения счета параметры модели. 

30. Пример описания модели сети

Визуальный конструктор сетей отсутствует, но в состав ПО входит в частности транслятор с разработанного языка описаний нейронных сетей, по синтаксису подобного C++, с возможностью наследования и модификации (параметров и структуры связей) новых классов от некоторого базового набора. Потенциально классы базового набора можно подгружать через Dll.          Сейчас этот ПО более не развивается, а понемногу ведется разработка свежей версии, с улучшениями, направленными на повышение быстродействия, и упрощения написания библиотек для разработчика. Поэтому разрабатывается только собственно SDK (NMSDK), пока без визуальной части вообще. {mos_fb_discuss:13}

8