Neuraxon

https://www.researchgate.net/publication/397331336_Neuraxon

Мы представляем Neuraxon — новый вычислительный блок, вдохновлённый биологическими нейронами, но выходящий за рамки классических персептронов благодаря троичной логике (1, 0, −1). Эта конструкция охватывает возбуждающую, нейтральную и тормозную динамику, включает в себя непрерывную обработку, при которой входные сигналы никогда не прекращаются, и делает время выхода переменной первого класса. Вычисления происходят как на уровне нейронов, так и на уровне синапсов, при этом пластичность реализуется посредством синаптического коллапса, формирования и пересоединения, а также редкой, но возможной гибели нейрона. Моделируя быстрые и медленные рецепторные каналы, ауторецепторы и самомодуляцию, Neuraxon поддерживают спонтанную активацию и внутреннюю активность, отражая нерелевантные задаче, но устойчивые процессы, наблюдаемые в мозге. Мы также представляем архитектуру Neuraxon, основанную на биологической достоверности, связности «маленького мира» обеспечивают безмасштабную синхронизацию и самоорганизующиеся петли обратной связи (мотивы «матрёшки»), способствуя быстрой адаптации к нестационарным условиям. Эти результаты подчеркивают потенциал непрерывного обучения в реальном времени и когнитивной гибкости, прокладывая путь для более энергоэффективных и надежных систем искусственного интеллекта. Для более глубокого исследования мы гибридизовали Neuraxon с интеллектуальной тканью Aigarth от Qubic в качестве первого исследования. 1 Neuraxon: троичная биоинспирированная нейронная единица Neuraxon использует троичные состояния (1, 0, −1) для возбуждающей, нейтральной и ингибирующей активности, обрабатывая непрерывные входные данные с помощью динамической внутренней сигнализации. Помимо простого возбуждения/торможения, он включает третье синаптическое состояние, которое модулирует постсинаптическую мембрану, не вызывая немедленного скачка. Эти промежуточные сигналы действуют как нейромодуляторы и тонко изменяют электрическое состояние нейрона и будущую реакцию, а не напрямую деполяризуют или гиперполяризуют его. Например, многие нейротрансмиттеры действуют через сопряженные с G-белком метаботропные рецепторы, активация которых вызывает более медленные изменения в нейроне: вместо того, чтобы напрямую открывать ионный канал, они инициируют каскады вторичных мессенджеров, которые могут закрывать или открывать ионные каналы на расстоянии и изменять возбудимость клетки [1].