伊琳娜·希金斯;西蒙·斯特林格;简·施努普 耳蜗核和下丘在稳定听觉神经放电以进行听觉类别学习中的作用的计算说明。 （英语） Zbl 1472.92019年 神经计算。 1801-1829（2018）第7期30号. 摘要：众所周知，听觉神经（AN）纤维通过截击原理（一种多路复用形式）克服带宽限制。不太为人所知的是，截击原理将一定程度的不可预测性引入了AN神经放电模式，这可能会影响甚至是简单刺激分类学习。我们使用一个具有生理学基础、无监督的听觉大脑尖峰神经网络模型，该模型具有尖峰时间依赖性可塑性学习，以证明在未经皮层下预处理的情况下，当暴露于原始AN放电输入时，可塑性听觉皮层甚至无法学习简单的听觉对象类别。然后，我们证明了耳蜗核和下丘内非增生性皮层下预处理对于稳定和消除AN反应的重要性。这样的预处理使可塑性听觉皮层能够学习听觉对象类别的有效鲁棒表示。我们模型的生物真实性使其适合生成神经生理学上可测试的假设。 MSC公司： 92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络 关键词：无监督峰值神经网络;听觉脑;派克随时间变化的可塑性学习;非增生性皮质下预处理;耳蜗核;下丘 软件：布瑞恩 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{I.Higgins}等人，《神经计算》。1801年7月30日--1829（2018年；Zbl 1472.92019） 全文： 内政部 参考文献： [1] Abeles，M.（1982）。局部皮层回路：一项电生理研究。柏林：施普林格， [2] Barbour，D.和Wang，X.（2003年）。随机频谱刺激在清醒灵长类动物中诱发的听觉皮层反应。神经科学杂志。，23, 7194-7206. , [3] Barlow，H.B.（1961年）。感官信息转换的可能原理。感官交流，1217-234。 [4] Bi，G.-Q.和Poo，M.-M.（1998年）。培养海马神经元的突触修饰：对放电时间、突触强度和突触后细胞类型的依赖性。神经科学杂志。，18, 10404-10472. , [5] Bizley，J.K.和Cohen，Y.E.（2014）。听觉对象感知的内容、地点和方式。神经科学自然评论。，14(10), 693-707. , [6] Bohte，S.M.和Mozer，M.C.（2004）。减少尖峰序列可变性：尖峰时间相关塑性的计算理论。Z.Ghahramani、M.Welling、C.Cortes、N.D.Lawrence和K.Q.Weinberger（编辑），《神经信息处理系统的进展》，第14页。纽约州红钩市：Curran·Zbl 1125.68093号 [7] Chimoto，S.、Kitama，T.、Qin，L.、Sakayori，S.和Sato，Y.（2002）。警觉猫初级听觉皮层神经元的声调反应模式。大脑研究，934，34-42， [8] Cover，T.和Thomas，J.（1991年）。信息论要素。纽约：威利·Zbl 0762.94001号 [9] Debanne，D.、Gahwiler，B.H.和Thompson，S.M.（1996年）。体外诱导海马CA3-CA1细胞对间突触兴奋的长期增强和抑制的协同作用。程序。国家。阿卡德。科学。美国，93，11225-11230， [10] Debanne，D.、Gahwiler，B.H.和Thompson，S.M.（1999）。大鼠海马薄片培养中单一CA1-CA3和CA3-CA3连接处突触可塑性的异质性。神经科学杂志。，19, 10664-10671. , [11] Deneve，S.，&Machens，C.K.（2016）。高效的代码和平衡的网络。《自然神经科学》，19375-382， [12] DeWeese，M.R.、Hromadka，T.和Zador，A.M.（2005）。听觉皮层的可靠性和表征审查带宽。神经元，48，479-488， [13] DeWeese，M.R.和Zador，A.M.（2003）。听觉皮层的二进制编码。在S.Thrün、L.K.Saul和B.Schölkopf（编辑），《神经信息处理系统的进展》，16。马萨诸塞州剑桥：麻省理工学院出版社。 [14] Diesmann，M.、Gewaltig，M.O.和Aertsen，A.（1999年）。皮层神经网络中同步脉冲的稳定传播。《自然》，402529-533， [15] Eggermont，J.（2001）。在声音和感知之间：回顾对神经代码的搜索。听证会研究，157，1-42， [16] Evans，B.和Stringer，S.（2012年）。自组织尖峰神经网络中的变换-变视觉表示。前面。计算。神经科学。，6(46), 1-19. [17] Ferragamo，M.、Golding，N.和Oertel，D.（1998年）。耳蜗腹侧核星状细胞的突触输入。神经生理学杂志。，79, 51-63. , [18] Frisina，R.（2001）。听觉时间处理的皮层下神经编码机制。听证会研究，158，1-27， [19] Goodman，D.F.和Brette，R.（2008）。布莱恩：用Python模拟神经网络峰值。前面。神经信息。，2(5), 2-5. [20] Heil，P.（2004）。再次观察听觉神经元的第一峰潜伏期。货币。操作。神经生物学。，14, 461-467. , [21] Higgins，I.、Stringer，S.和Schnupp，J.（2017）。听觉脑尖峰神经网络模型中用于单词分类的时间特征的无监督学习。公共科学图书馆一期，12， [22] 霍普菲尔德，J.（1995）。使用动作电位计时进行刺激表示的模式识别计算。《自然》，376，33-36， [23] Huckvale，M.（2004）。如何：使用共振峰测量进行语音分析。 [24] Izhikevich，E.（2003年）。尖峰神经元的简单模型。IEEE传输。神经系统。净值。，14, 1569-1572. , [25] Izhikevich，E.（2006年）。多时化：用峰值计算。神经系统。计算。，18, 245-282. , ·兹比尔1090.92006 [26] Joris，P.和Smith，P.（2008年）。凌空理论和球形细胞之谜。神经科学，154，65-76， [27] Klatt，D.H.（1980）。感知和产生流利的言语。在R.A.Cole（Ed.）的《言语感知：声学语音分析和词汇访问的模型》中。新泽西州希尔斯代尔：埃尔鲍姆。 [28] Liao，Q.、Leibo，J.Z.和Poggio，T.（2013）。学习不变量表示及其在人脸验证中的应用。J.C.Burges、L.Bottou、M.Welling、K.Ghahramani和K.Q.Wenberger（编辑），《神经信息处理系统的进展》，第26页。纽约州红钩市：Curran。 [29] Meddis，R.和O'Mard，L.P.（2006年）。计算生理模型中的虚拟音高。J.声学。《美国社会》，120（6），3861-3869， [30] Miller，R.（1996）。轴突传导时间与人脑的偏侧性。心理生物学理论。英国雷丁：哈伍德学院。 [31] Nelken，I.和Chechik，G.（2007年）。听觉研究中的信息论。听证会研究，229，94-105， [32] Oertel，D.、Bal，R.、Gardner，S.、Smith，P.和Joris，P..（2000年）。哺乳动物耳蜗核章鱼细胞检测听觉神经纤维活动的同步性。美国国家科学院院刊，97（22），11773-11779， [33] Perrinet，L.、Delorme，A.、Samuelides，M.和Thorpe，S.J.（2001）。使用秩序编码a的积分-核心神经元网络：如何实现与尖峰时间相关的赫布可塑性。神经计算，38-40，817-822， [34] Peterson，G.E.和Barney，H.L.（1952年）。元音研究中使用的控制方法。美国声学学会杂志，24175-184， [35] Recio，A.和Rhode，W.（2000年）。灰鼠耳蜗腹核元音刺激的表现。听证会研究，146，167-184， [36] Rhode，W.S.、Roth，G.L.和Recio-Spinoso，A.（2010年）。猴子耳蜗核神经元的反应特性。听力研究，259，1-15， [37] Sadagopan，S.和Wang，X.（2009）。听觉皮层中复杂声音选择性的非线性光谱时间相互作用。神经科学杂志。，29（36），11192-11202， [38] Salami，M.、Itami，C.、Tsumoto，T.和Kimura，F.（2003年）。区域髓鞘化引起的传导速度变化产生恒定的潜伏期，而与丘脑和皮层之间的距离无关。美国国家科学院院刊，1006174-6179， [39] Schnupp，J.W.H.、Hall，T.M.、Kokelaar，R.F.和Ahmed，B.（2006）。初级听觉皮层发声刺激时间模式编码的可塑性。神经科学杂志。，26（18），4785-4795， [40] Stringer，S.、Perry，G.、Rolls，E.和Proske，J.（2006）。通过连续变换学习视觉系统中的不变目标识别。生物网络。，94, 128-142. , ·Zbl 1172.92341号 [41] Tromans，J.M.、Higgins，I.V.和Stringer，S.M.（2012）。学习部分遮挡对象的视图不变识别。计算神经科学前沿，6，48， [42] Ulanovsky，N.、Las，L.、Farkas，D.和Nelken，I.（2004）。听觉皮层神经元适应的多时间尺度。神经科学杂志。，24, 10440-10453. , [43] van Rossum，M.C.W.、Bi，G.Q.和Turrigiano，G.G.（2000）。从棘波时间依赖性可塑性中获得稳定的Hebbian学习。神经科学杂志，20（23），8812-8821， [44] Wever，E.和Bray，C.（1930年）。听觉反应的性质：听觉神经中的声音频率和脉冲频率之间的关系。《实验杂志》。心理医生。，13, 373-387. , [45] Winter，I.和Palmer，A.（1990年）。豚鼠耳蜗前中央核单个单位的反应。听证会研究，44，161-178， [46] Winter，I.、Palmer，A.、Wiegrebe，L.和Patterson，R.（2003）。耳蜗腹侧核多极细胞对复杂声音基音的时间编码。演讲委员会。，41, 135-149. , [47] Young，E.D.和Sachs，M.B.（2008年）。用互相关研究耳蜗核神经元的听神经输入。神经科学，154127-138， [48] Zilany，M.、Bruce，I.、Nelson，P.和Carney，L.（2009年）。内毛细胞和听觉神经之间突触的现象学模型：幂律动力学的长期适应。J.声学。《美国社会杂志》，第126卷（5期），第2390-2412页， 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。