Когнитрон

Структура сети

Когнитрон состоит из иерархически связанных слоев нейронов двух типов — тормозящих и возбуждающих. Состояние возбуждения каждого нейрона определяется суммой его тормозящих и возбуждающих входов. Синаптические связи идут от нейронов одного слоя (далее слоя 1) к следующему (слою 2). Относительно данной синаптической связи соответствующий нейрон слоя 1 является пресинаптическим, а нейрон второго слоя — постсинаптическим. Постсинаптические нейроны связаны не со всеми нейронами 1-го слоя, а лишь с теми, которые принадлежат их локальной области связей. Области связей близких друг к другу постсинаптических нейронов перекрываются, поэтому активность данного пресинаптического нейрона будет сказываться на все более расширяющейся области постсинаптических нейронов следующих слоев иерархии.

Рис. 13.1.

Вход возбуждающего постсинаптического нейрона (на рис. 13.1 — нейрон ) определяется отношением суммы его возбуждающих входов ( , и ) к сумме тормозящих входов ( и вход от нейрона ):

где — возбуждающие входы с весами , — тормозящие входы с весами Все веса имеют положительные значения. По значениям и вычисляется суммарное воздействие на -й нейрон: Его выходная активность затем устанавливается равной , если В противном случае выход устанавливается равным нулю. Анализ формулы для суммарного воздействия показывает, что при малом торможении оно равно разности возбуждающего и тормозящего сигналов. В случае же, когда оба эти сигнала велики, воздействие ограничивается отношением. Такие особенности реакции соответствуют реакциям биологических нейронов, способных работать в широком диапазоне воздействий.

Пресинаптические тормозящие нейроны имеют ту же область связей, что и рассматриваемый возбуждающий постсинаптический нейрон Веса таких тормозящих нейронов ( , и ) являются заданными и не изменяются при обучении. Их сумма равна единице, и таким образом, выход тормозного пресинаптического нейрона равен средней активности возбуждающих пресинаптических нейронов в области связей: