2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 4, 5, 6, 7, 8
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение14.12.2009, 12:16 
Заслуженный участник


11/05/08
32166
Nxx в сообщении #271289 писал(а):
Как же тогда мозг воспринимает звук до 20 кГц?

А как он воспринимает свет частотой чёрт-те сколько герц?...

Вот примерно так же и звук.

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение14.12.2009, 12:50 


02/09/08
143
Nxx в сообщении #271289 писал(а):
Как же тогда мозг воспринимает звук до 20 кГц?

Улитка в ухе выполняет что-то типа преобразования Фурье над звуком и в мозг поступают уже сигналы об интенсивности гармоник. Эти сигналы меняются уже не так быстро.

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение14.12.2009, 15:38 


02/11/09
12
Nxx в сообщении #271289 писал(а):
Как же тогда мозг воспринимает звук до 20 кГц?


Звук воспринимает не мозг, а слуховой орган, который кодирует затем звук и передает сигналы в мозг с частотой не превышающей 1 kHz.

Я лишь немного разъясню слова ha, если он позволит.
непосредственно звук воспринимают звуковые (волосковые) рецепторы в улитке уха. Согласно резонансной теории Гельмгольца, восприятие звуков различной частоты обусловлено тем, что различные волокна в улитке уха, содержащие волосковые рецепторы, резонируют со звуками различной частоты. Например, звуки низкой частоты воспринимаются длинными волокнами основной мембраны ближе к верхушке улитки, звуки высокой частоты воспринимаются короткими волокнами ближе к основанию улитки.
А рецепторы соответствующего резонирующего волокна (резонирующего подобно струне), возбуждаются не чаще 1 kHz.
Более того, частота их возбуждения кодирует не частоту звука, а интенсивность (силу) звука.

Nxx в сообщении #271289 писал(а):
И есть ли какое-то научное название у "тактовой частоты мозга", чтобы посмотреть в англоязычных источниках?


Термин "тактовая частота мозга" в нейрофизиологии не применяется. Однако, написано уже много о частотной модуляции сигналов в мозге (кодировании сигналов определенной частотой возбуждения нейронов) и частота эта не превышает 1 kHz в мозге. Как источник, лично я могу посоветовать шикарное ревью в области нейрофизиологии:"From Neuron to Brain. Fourth edition. (John G. Nicholls; A. Robert Martin; Bruce G. Wallace; Paul A. Fuchs)". Для этой книги имеется даже перевод на русский: "От нейрона к мозгу"!
Я позволил себе термин "тактовая частота мозга" в соответствии с контекстом разговора, но, полагаю, что не исказил смысла слов "тактовая частота".

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение14.12.2009, 16:18 


20/07/07
834
Цитата:
Однако, написано уже много о частотной модуляции сигналов в мозге (кодировании сигналов определенной частотой возбуждения нейронов) и частота эта не превышает 1 kHz в мозге.

Частотная модуляция - это совсем другое. Если речь идет о частотной модуляции, то при чем тут "тактовая частота"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение15.12.2009, 09:45 


02/11/09
12
Nxx в сообщении #271363 писал(а):
Цитата:
Однако, написано уже много о частотной модуляции сигналов в мозге (кодировании сигналов определенной частотой возбуждения нейронов) и частота эта не превышает 1 kHz в мозге.

Частотная модуляция - это совсем другое. Если речь идет о частотной модуляции, то при чем тут "тактовая частота"?


Там, где написано о частотной модуляции сигналов в мозге, написано и о частотах, в том числе, и о синхронности возбуждения нейронов. Может вы просто почитаете? Тогда и вопросов меньше будет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение15.12.2009, 14:23 


05/02/07
271
Peschansky в сообщении #271349 писал(а):
Nxx в сообщении #271289 писал(а):
Как же тогда мозг воспринимает звук до 20 кГц?


Звук воспринимает не мозг, а слуховой орган, который кодирует затем звук и передает сигналы в мозг с частотой не превышающей 1 kHz.

Я лишь немного разъясню слова ha, если он позволит.
непосредственно звук воспринимают звуковые (волосковые) рецепторы в улитке уха. Согласно резонансной теории Гельмгольца, восприятие звуков различной частоты обусловлено тем, что различные волокна в улитке уха, содержащие волосковые рецепторы, резонируют со звуками различной частоты. Например, звуки низкой частоты воспринимаются длинными волокнами основной мембраны ближе к верхушке улитки, звуки высокой частоты воспринимаются короткими волокнами ближе к основанию улитки.
А рецепторы соответствующего резонирующего волокна (резонирующего подобно струне), возбуждаются не чаще 1 kHz.
Более того, частота их возбуждения кодирует не частоту звука, а интенсивность (силу) звука.


Меня это очень интересует, вы этим профессионально занимаетесь?
Можно подробнее помеченное синим, то есть знак не важен, а важна мощность, выделенная на отдельном камертоне - волосковом рецепторе? Где об этом прочитать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение16.12.2009, 00:19 


02/11/09
12
grisania в сообщении #271658 писал(а):
Peschansky в сообщении #271349 писал(а):
Более того, частота их возбуждения кодирует не частоту звука, а интенсивность (силу) звука.


Меня это очень интересует, вы этим профессионально занимаетесь?
Можно подробнее помеченное синим, то есть знак не важен, а важна мощность, выделенная на отдельном камертоне - волосковом рецепторе? Где об этом прочитать?


Если говорить точнее, то интенсивность звука кодируется не только частотой возбуждения отдельного рецептора (та самая частотная модуляция), но и количеством одновременно задействованных рецепторов. Если взять отдельное волокно в улитке уха, то звук (естественно, только определенной частоты - резонирующий с данным волокном) возбуждает одновременно не все рецепторы, а лишь некоторую выборку из них. Сами рецепторы на одном волокне то же отличаются чувствительностью. Некоторые из них реагируют уже на слабый звук, другие только на сильный. Повышение уровня звука повышает частоту возбуждения реагирующих рецепторов по кривой похожей на сигмоиду, т.е. доходя до определенного порога, частота становится близкой к 1 kHz и дальнейшее повышение интенсивности звука не будет повышать возбудимости рецептора. Восприятие дальнейшего повышения интенсивности происходит за счет возбуждения новой группы менее чувствительных рецепторов, которые присоединяются к первым и повышают собственную частоту по той же сигмоиде. Затем подключаются третьи и т.д. Таким образом обеспечивается очень широкий диапазон восприятия различных уровней интенсивности звука. Более того, само повышение уровня происходит не линейно, а экспоненциально, что расширяет диапазон настолько, что позволяет нам слышать звуки от еле уловимого шепота в тишине до рева реактивного двигателя. Тот же самый принцип, правда на иной основе, реализован и в сетчатке глаза. Там диапазон восприятия интенсивности света у человека составляет 10 в 11 степени! Мы можем различить всего 5 - 7 фотонов света, а так же видим солнце. Как сравнил, по моему, Пенроуз, это то же самое, что на одних и тех же весах взвешивать микроба и железнодорожный вагон!

Литературы много. Из той, что есть на русском, я могу опять же посоветовать "От Нейрона к Мозгу" (Дж. Г. Николлс, А. Р. Мартин и др.). Там же, кстати, огромное количество ссылок на англоязычную литературу. Можно почитать о теме в "Физиологии сенсорных систем и высшей нервной деятельности" (В.М. Смирнов, С.М. Будылина). Если вам будет необходимо, я приведу еще список литературы, где описана данная тема.

Вместе с несколькими моими коллегами мы пытаемся работать на стыке нейрофизиологии и нейроинформатики - пытаемся осуществить их синтез, протянуть мостик между двумя этими различными подходами к одному и тому же предмету, строим нейросетевую информационную модель, но отталкиваясь строго лишь от нейрофизиологических фактов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Теория нейронных сетей
Сообщение16.12.2009, 17:08 


02/11/09
12
В связи с вопросами о "тактовой частоте мозга" я хочу добавить еще кое что.

Вообще говоря, даже указанную выше частоту в 1 kHz нельзя назвать "тактовой частотой мозга", т.к. это лишь максимальная частота возбуждения отдельно взятого нейрона. Учитывая, что информация в мозге модулируется (кодируется) частотно, то одним тактом, несущим "единицу" информации, необходимо считать некоторый гораздо больший интервал времени, в течении которого будет частотно собрана информация о непосредственном "информационном" сигнале. И этот гораздо более медленный ритм должен быть абсолютно синхронизирован по всему мозгу.

Очень подробный и интересный анализ таких "тактовых" ритмов проведен еще в работе Норберта Винера: "Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. – 2-е издание." в главе X. "Мозговые волны и самоорганизующиеся системы". Еще тогда Винер наглядно показал, что альфа ритм мозга как раз и выполняет роль тактовой частоты "вычислительной машины", которой является мозг. И ритм этот абсолютно синхронизирован для всего мозга. Таким образом, реальная "тактовая частота мозга" равна приблизительно всего 10 Hz! Так что реальная частота обработки информации мозгом меньше таковой у современных компьютеров еще на 2 порядка (всего на 11 порядков!), а общая скорость обработки информации на многие порядки выше! Это к слову об эффективности нейросетей, как технологии обработки информации.
Учитывая максимальную частоту для отдельного нейрона в 1 kHz и тактовую частоту (альфа ритм) в 10 Hz, можно предполагать, что отдельно взятый нейрон в состоянии передать не более 100 различных значений сигналов, кодируемых частотой его возбуждения. А диапазон значений определяется экспонентой.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 113 ]  На страницу Пред.  1 ... 4, 5, 6, 7, 8

Модераторы: Karan, Toucan, PAV, maxal, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group