神经网络专家系统(冯定编著)思维导图
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神经系统思维导图神经系统小脑大脑组成,神经元及垂直柱脑脊膜及脑脊液神经系统详细内容中枢神经系统,大脑和小脑的灰质位于表层——皮质灰质:神经元胞体集中的结构。
白质:不含神经元胞体,只有神经纤维的结构。
白质内,神经元胞体集中而成的一些团块——神经核(团)周围神经系统中神经节/神经丛:神经元胞体集中的结构Structure大脑胼胝体间脑(丘脑和下丘脑)脑干:中脑,小脑,脑桥,延髓脊髓大脑皮质中的神经元数量庞大,种类丰富都是多极神经元,主要可分为高尔基I型神经元和高尔基II 型高尔基Ⅰ型神经元•大型锥体细胞•中型锥体细胞•梭型细胞1、轴突组成投射纤维,发向脑干或脊髓。
2、轴突组成联合传出纤维,发向大脑皮质同侧或对的其他区域,把该区域形成的信息传递出去。
高尔基II 型神经元大量的颗粒细胞(是脑皮质中间神经元):水平细胞、星形篮状上行轴突等。
主要接受来自神经系统其他部位传入的信息,并加以综合、贮存或传递给高尔基Ⅰ型神经细胞。
锥体细胞占神经细胞66%,长三角锥状胞体,向皮质表面发出单一的顶树突,向皮质深处发出多根底树突和一根长轴突树突上均有无数的棘,并随树突远离胞体而增多,这些棘是形成轴—树突触之处。
一根长轴突自轴丘发出,一些形成联络纤维,另一些则形成投射纤维。
颗粒细胞数量最多,散于皮质内。
胞体小,形态不一,多呈三角或多形。
梭形细胞从胞体上下两极发出树突。
而轴突从胞体中下部发出,进入髓质,与锥体细胞一样形成投射纤维或联络纤维。
分子层:细胞小而少,主要是水平细胞和星形细胞组成 .• 外颗粒层:许多星形细胞和少量小锥体细胞构成 .• 外锥体细胞层:许多中小型锥体细胞和星形组成 .• 内颗粒层:细胞密集,多是星形细胞 .• 内锥体细胞层:由大,中型锥体细胞组成,在中央前回有称Betz 细胞的巨大锥体细胞• 多形细胞层:梭形细胞为主,还有锥体细胞和颗粒细胞分子层• 位于大脑皮质的最表面。
神经元较少,主要是水平细胞和星形,水平胞的树突和轴与皮质表面平行分布;还有许多与皮质表面平行的神经纤维。
人脑中的神经网络结构人脑中的神经网络结构是一个庞大而复杂的系统,它由数十亿个神经元和数万亿条神经元之间的连接组成。
这些连接形成了一张错综复杂的网络,用于处理信息、控制行为和认知。
人类神经系统的核心部分是大脑,它被认为是人脑中最重要的神经网络结构之一。
大脑分为左右两个半球,每个半球又进一步细分为若干个叶状回。
每个叶状回上有许多的脑细胞,这些细胞密集地连接在一起,形成了复杂的神经回路。
神经细胞基本单位是神经元,它们有着特殊的形态和功能。
神经元之间通过突触连接起来,信息在神经元之间通过化学和电信号的传递进行交流。
这种交流方式是通过突触结构中的神经递质释放和接收来完成的。
神经网络结构的基本原理是信息传递。
当一个刺激到达神经元时,神经元会将这个信息通过突触传递给其他神经元。
这种信息传递可以是兴奋性的,也可以是抑制性的。
通过这种兴奋和抑制的交替,神经网络能够实现信息的处理和传递。
人脑中的神经网络结构可以分为多个层次。
在最基本的层次上,有大脑皮层、边缘系统和脑干。
大脑皮层是人类智力和认知的主要中枢,负责处理感知、记忆和思维等高级功能。
边缘系统则负责控制运动、生理反应和情绪等底层功能。
脑干位于大脑的底部,调节睡眠、呼吸和消化等基本生理功能。
在大脑皮层内部,神经网络进一步分为多个功能模块。
这些模块专门处理特定的感知和认知任务,例如视觉、听觉、语言和运动控制等。
每个模块内部的神经元互相连接,形成了一个局部的神经网络。
除了这种局部的连接,大脑中还存在着长程的连接。
这些连接将不同的脑区连接起来,形成了多个功能模块之间的信息传递通路。
这些通路在人类思维和学习中起着重要的作用,例如记忆的形成和知识的获取等。
总体而言,人脑中的神经网络结构是一个高度复杂和精密的系统。
它具有自组织和自适应的特性,能够根据外界的环境和需求进行调整和优化。
通过研究人脑中的神经网络结构,我们可以更好地理解人脑的工作原理和认知机制,进而深入研究和开发人工智能和机器学习等领域。
脑神经网络图谱构建及其认知过程人类的大脑是一个异常复杂而精密的器官,是我们思考、学习和理解世界的中枢。
在了解人脑如何工作的过程中,构建脑神经网络图谱以及深入研究其认知过程变得越来越重要。
本文将探讨脑神经网络图谱的构建方法以及它在认知科学中的应用。
脑神经网络图谱是指对人脑中神经元之间的连接进行绘制和描述的方法。
它是基于现代神经科学的进展和技术手段,如脑成像技术和遗传学研究,来理解人脑的组织和功能的重要工具。
构建脑神经网络图谱的关键在于收集人脑连接的信息,并将其可视化为图形表示。
构建脑神经网络图谱的第一步是收集数据。
这可以通过使用非侵入性的脑成像技术,如功能磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG),来记录大脑的活动。
这些技术可以提供大脑不同区域之间的连通性信息。
此外,还可以利用色素示踪法和光遗传学技术在动物模型中研究神经元之间的连接。
收集到的数据可以通过分析和处理来构建脑神经网络图谱。
常见的分析方法包括图论分析和机器学习算法。
图论分析可以用来识别神经元之间的模式和特征,如神经元簇和功能模块。
机器学习算法则可以辅助识别和分类连接模式,并预测脑神经网络的组织和功能。
一旦脑神经网络图谱构建完成,它可以用于解析人脑的认知过程。
认知过程是指人类对外界信息进行感知、处理和理解的能力。
脑神经网络图谱可以帮助我们了解人脑在认知任务中的信息传递和处理过程。
通过研究脑神经网络图谱,我们可以揭示不同脑区之间的连接模式和信息传递途径。
这有助于我们理解不同认知任务的脑功能区域,以及它们之间的相互作用。
例如,研究发现,语言处理涉及到大脑中的多个区域,包括布洛卡区和温克尔区。
这些脑区之间的连接模式可以帮助我们理解人类语言的产生和理解过程。
此外,脑神经网络图谱还可以用于研究认知功能障碍的发生机制。
例如,通过比较正常个体和患有阿尔茨海默病或帕金森病等认知障碍的个体的脑神经网络图谱,可以揭示疾病对脑功能的影响。
这有助于识别疾病的生理基础,进一步指导疾病的诊断和治疗。
人工神经网络大脑是由约100亿个高度互联的神经元组成的,这些神经元构成一个协同处理的复杂网络结构,即神经网络,成为认知的物质与生理基础。
人工神经网络是模拟大脑构建的计算模型,由大量模拟神经元的处理单元——人工神经元构成,形成一个大规模的非线性自适应系统,拥有学习、记忆、计算以及智能处理能力,可以在一定程度上模拟人脑的信息储存、检索和处理能力。
6.1 感知机6.1.1 感知机模型1957年康奈尔大学的Rosenblatt提出了感知机的概念。
感知机模拟生物神经元,接收一个或者多个输入,处理后输出一个结果。
图6-1是感知机的示意图。
图6-1 感知机示意图感知机可以有一到多个输入,每个输入带有一个权重w,用来表示该输入的i和b构成了感知机的参数集合。
感知机重要程度,每个感知机有一个偏置b,wi计算输入的线性组合(或者叫作预激活)并将其交予激活函数f(a)得到输出y。
激活函数用于模拟生物神经元的激活与非激活状态,通常采用阶梯函数、sigmoid函数和分段线性函数及其变体。
图6-2给出了几种激活函数的定义和图形。
图6-2 几种激活函数6.1.2 感知机学习策略依据训练样本的数据确定wi 和b(不区分的时候统一记为θi)值的过程就是感知机的学习过程,其学习算法基于误差驱动。
首先,将未经学习的θi设置为0或者很小的随机值,然后对训练集中的每个样本进行分类预测,并根据预测结果更新参数值。
参数更新依据式(6-1)进行。
其中是样本j的实际类别;yj (t)是样本j的本次预测类别;xji是样本j的第i个特征;η是控制学习速率的超参数,叫作学习率。
显然,如果预测正确-yj(t)=0,则参数不需要更新,否则更新参数,这种更新规则类似于梯度下降算法。
学习遍历训练集中的每个样本称为一个训练周期(Epoch)。
如果在一个训练周期内对所有样本都分类正确,则模型达到收敛状态,停止训练;否则,进入下一周期,直至模型收敛,或者达到最大训练周期数。