Искусственный интеллект в сетях связи. Лекция 1. Биологические нейронные сети

Август 22, 2022

Главная
Информатика
Искусственный интеллект в сетях связи. Лекция 1. Биологические нейронные сети

Содержание

2. Биологические и искусственные нейронные сети Искусственные нейронные сети — математические модели, а также их программные или
3. Нейроны и биологические нейронные сети Нервная система человека построена из нейронов — клеток, способных (помимо прочего)
4. Нейроны и биологические нейронные сети Нейрон является клеткой и как большинство клеток состоит из: Ядра (хранение
5. Нейроны и биологические нейронные сети
6. Нейроны и биологические нейронные сети Афферентные нейроны (чувствительные, сенсорные, рецепторные) — первичные клетки органов чувств, получают
7. Нейроны и биологические нейронные сети Сеть из нейронов в организме формируется при помощи отростков нейронов двух
8. Нейроны и биологические нейронные сети Дендриты могут быть очень разнообразны по структуре ветвления, в зависимости от
9. Нейроны и биологические нейронные сети Аксоны — длинные (до одного метра у крупных животных), тонки отростки
10. Аксоны Состав аксона: Цитоскелет (волокна и микротрубочки). Аксоплазма. Митохондрии. Эндоплазматический ретикулум (без рибосом). У некоторых —
11. Аксоны Скорость передачи импульса — до 100 м/с.
12. Типы соединений в биологических нейронных сетях
13. Типы соединений в биологических нейронных сетях Синапс — место контакта между двумя нейронами или между нейроном
14. Синапсы Химический синапс — синапс, роль переносчика сигнала в котором играет химическое вещество — нейромедиатор (ГАМК,
15. Синапсы
16. Синапсы Электрический синапс — электрический щелевой контакт между двумя нейронами или нейроном и клеткой другого типа.
17. Синапсы
18. Синапсы Смешанный синапс — совмещение химического и электрического синапса. Большинство синапсов — химические. Электрические синапсы —
19. Нейроны и биологические нейронные сети Возбуждение нейрона — генерация нейроном потенциала действия. Мембрана нейрона содержит насосные
20. Нейроны и биологические нейронные сети Открытие или закрытие натриевых и калиевых каналов зависит от заряда мембраны.
21. Нейроны и биологические нейронные сети
22. Нейроны и биологические нейронные сети
23. Нейроны и биологические нейронные сети Потенциал действия возникает на одном участке нейрона и за счет разности
24. Нейроны и биологические нейронные сети Для понимания прогресса человечества в области моделирования мозга. Швейцарские нейрофизиологи решили
25. Нейроны и биологические нейронные сети Данная модель соответствует 0,3 мм3 мозга крысы.
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Биологические и искусственные нейронные сети
Искусственные нейронные сети — математические модели, а

также их программные или аппаратные реализации, построенные по принципу организации и функционирования биологических нейронных сетей.
Биологическая нейронная сеть — совокупность нейронов, которые связаны или функционально объединены в нервной системе, выполняют специфические физиологические функции.

Слайд 3

Нейроны и биологические нейронные сети
Нервная система человека построена из нейронов —

клеток, способных (помимо прочего) принимать, обрабатывать и передавать электрохимические импульсы.
В организме человека находится более 85 миллиардов нейронов.

Слайд 4

Нейроны и биологические нейронные сети
Нейрон является клеткой и как большинство клеток

состоит из:
Ядра (хранение и передача информации).
Цитоплазмы — жидкости внутри клеток и органелл:
Эндоплазматического ретикулума и рибосом (синтез белка).
Митохондрий (производство энергии).
Аппарат Гольджи (сортировка и преобразование белков).
Мембраны.
Цитоскелета
Отростков.

Слайд 5

Нейроны и биологические нейронные сети

Слайд 6

Нейроны и биологические нейронные сети
Афферентные нейроны (чувствительные, сенсорные, рецепторные) — первичные

клетки органов чувств, получают сигнал от клеток других типов, передают нейронам.
Эфферентные нейроны (эффекторные, двигательные, моторные) — конечные нейроны, получают импульс через дендриты от других нейронов, передают через аксон клеткам органов-мишеней.
Ассоциативные нейроны (вставочные или интернейроны) — осуществляют связь между эфферентными и афферентными.
Секреторные нейроны — выделяют в кровь или межклеточное пространство нейрогормоны.

Слайд 7

Нейроны и биологические нейронные сети
Сеть из нейронов в организме формируется при

помощи отростков нейронов двух типов:
Дендриты — короткие и разветвленные, принимают нервный импульс извне и передают телу нейрона.
Аксон — обычно один, длинный отросток, проводит нервный импульс от тела нейрона и передает его другим нейронам или другим органам.
Один нейрон может связываться с большим числом (тысячи и десятки тысяч) других нейронов.

Слайд 8

Нейроны и биологические нейронные сети
Дендриты могут быть очень разнообразны по структуре

ветвления, в зависимости от функции клетки.

Слайд 9

Нейроны и биологические нейронные сети
Аксоны — длинные (до одного метра у

крупных животных), тонки отростки с ветвлением на конце.

Слайд 10

Аксоны
Состав аксона:
Цитоскелет (волокна и микротрубочки).
Аксоплазма.
Митохондрии.
Эндоплазматический ретикулум (без рибосом).
У некоторых — оболочка

из «накручивающихся» на аксон шванновских клеток (электроизоляция, дополнительная опора, питание).
Промежутки между шванновскими клетками — перехваты Ранвье.
На конце аксона находится разветвление — терминаль.

Слайд 11

Аксоны
Скорость передачи импульса — до 100 м/с.

Слайд 12

Типы соединений в биологических нейронных сетях

Слайд 13

Типы соединений в биологических нейронных сетях
Синапс — место контакта между двумя

нейронами или между нейроном и органом-мишенью.
Классификация синапсов:
Возбуждающие – сигнал от передающей клетки увеличивает заряд принимающей.
Тормозящие – сигнал от передающей клетки уменьшает заряд принимающей.
Химические.
Электрические.
Смешанные.

Слайд 14

Синапсы
Химический синапс — синапс, роль переносчика сигнала в котором играет химическое

вещество — нейромедиатор (ГАМК, глицин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, адреналин, дофамин, серотонин…)
Пресинаптическая часть — окончание аксона, содержащее синаптические пузырьки (40-50 нм) с нейромедиатором (или антагонистом нейромедиатора) и насосы обратного захвата.
Синаптическая щель — пространство 20-30 нм.
Постсинаптическая часть — мембрана с рецепторами к нейромедиаторам.

Слайд 15

Синапсы

Слайд 16

Синапсы
Электрический синапс — электрический щелевой контакт между двумя нейронами или нейроном

и клеткой другого типа.
В отличие от химического синапса — могут быть и однонаправленными и двунаправленными.
Синаптическая щель 3-5 нм. Через нее проходят от двух соединяющихся частей коннексоны — упорядоченные белковые структуры, через которые могут проходить ионы и небольшие молекулы, обеспечивая перемещение электрического заряда.

Слайд 17

Синапсы

Слайд 18

Синапсы
Смешанный синапс — совмещение химического и электрического синапса.
Большинство синапсов — химические.
Электрические

синапсы — в мозге млекопитающих (вместе с химическими) и ЦНС низших позвоночных и беспозвоночных.
Электрический синапс — меньшая по сравнению с химическим задержка сигнала.

Слайд 19

Нейроны и биологические нейронные сети
Возбуждение нейрона — генерация нейроном потенциала действия.
Мембрана

нейрона содержит насосные каналы, создающие различные концентрации ионов Na+ и K+ вне клетки и внутри нее.
Мембрана также содержит натриевые и калиевые каналы, которые могут быть закрыты и препятствовать выравниванию концентраций Na+ и K+ или открытыми и обеспечивать это выравнивание.
Открытие или закрытие натриевых и калиевых каналов зависит от заряда мембраны.

Слайд 20

Нейроны и биологические нейронные сети
Открытие или закрытие натриевых и калиевых каналов

зависит от заряда мембраны.
Заряд мембраны может меняться под действием заряда или нейромедиаторов от аксона другого нейрона.
Таким образом, через синапсы осуществляется передача данных от нейрона к нейрону, формирующая биологическую нейронную сеть.

Слайд 21

Нейроны и биологические нейронные сети

Слайд 22

Нейроны и биологические нейронные сети

Слайд 23

Нейроны и биологические нейронные сети
Потенциал действия возникает на одном участке нейрона

и за счет разности потенциалов между возбужденным и соседним, невозбужденным участком образуется электрический ток, который «переносит» потенциал далее по клетке.
Наличие миелиновых оболочек (шванновских клеток) приводит к ускорению передачи импульса, так как разности потенциалов возникают только между интервалами Ранвье.

Слайд 24

Нейроны и биологические нейронные сети
Для понимания прогресса человечества в области моделирования

мозга.
Швейцарские нейрофизиологи решили смоделировать часть мозга:
работали 10 лет,
использовали суперкомпьютер Blue Brain IV, входящий в топ-100 самых мощных суперкомпьютеров,
исследовали и описали 207 типов нервных клеток,
создали модель, включающую в себя суммарно 31 тысячу моделей нервных клеток и 37 миллионов моделей синапсов.

Слайд 25

Искусственный интеллект в сетях связи. Лекция 1. Биологические нейронные сети

Содержание

Биологические и искусственные нейронные сетиИскусственные нейронные сети — математические модели, а

Нейроны и биологические нейронные сетиНервная система человека построена из нейронов —

Нейроны и биологические нейронные сетиНейрон является клеткой и как большинство клеток

Нейроны и биологические нейронные сети

Нейроны и биологические нейронные сетиАфферентные нейроны (чувствительные, сенсорные, рецепторные) — первичные

Нейроны и биологические нейронные сетиСеть из нейронов в организме формируется при

Нейроны и биологические нейронные сетиДендриты могут быть очень разнообразны по структуре

Нейроны и биологические нейронные сетиАксоны — длинные (до одного метра у

АксоныСостав аксона:Цитоскелет (волокна и микротрубочки).Аксоплазма.Митохондрии.Эндоплазматический ретикулум (без рибосом).У некоторых — оболочка

АксоныСкорость передачи импульса — до 100 м/с.

Типы соединений в биологических нейронных сетях

Типы соединений в биологических нейронных сетяхСинапс — место контакта между двумя

СинапсыХимический синапс — синапс, роль переносчика сигнала в котором играет химическое

Синапсы

СинапсыЭлектрический синапс — электрический щелевой контакт между двумя нейронами или нейроном

Синапсы

СинапсыСмешанный синапс — совмещение химического и электрического синапса.Большинство синапсов — химические.Электрические

Нейроны и биологические нейронные сетиВозбуждение нейрона — генерация нейроном потенциала действия.Мембрана

Нейроны и биологические нейронные сетиОткрытие или закрытие натриевых и калиевых каналов

Нейроны и биологические нейронные сети

Нейроны и биологические нейронные сети

Нейроны и биологические нейронные сетиПотенциал действия возникает на одном участке нейрона

Нейроны и биологические нейронные сетиДля понимания прогресса человечества в области моделирования

Нейроны и биологические нейронные сетиДанная модель соответствует 0,3 мм3 мозга крысы.

Похожие презентации

Биологические и искусственные нейронные сети
Искусственные нейронные сети — математические модели, а

Нейроны и биологические нейронные сети
Нервная система человека построена из нейронов —

Нейроны и биологические нейронные сети
Нейрон является клеткой и как большинство клеток

Нейроны и биологические нейронные сети
Афферентные нейроны (чувствительные, сенсорные, рецепторные) — первичные

Нейроны и биологические нейронные сети
Сеть из нейронов в организме формируется при

Нейроны и биологические нейронные сети
Дендриты могут быть очень разнообразны по структуре

Нейроны и биологические нейронные сети
Аксоны — длинные (до одного метра у

Аксоны
Состав аксона:
Цитоскелет (волокна и микротрубочки).
Аксоплазма.
Митохондрии.
Эндоплазматический ретикулум (без рибосом).
У некоторых — оболочка

Аксоны
Скорость передачи импульса — до 100 м/с.

Типы соединений в биологических нейронных сетях
Синапс — место контакта между двумя

Синапсы
Химический синапс — синапс, роль переносчика сигнала в котором играет химическое

Синапсы
Электрический синапс — электрический щелевой контакт между двумя нейронами или нейроном

Синапсы
Смешанный синапс — совмещение химического и электрического синапса.
Большинство синапсов — химические.
Электрические

Нейроны и биологические нейронные сети
Возбуждение нейрона — генерация нейроном потенциала действия.
Мембрана

Нейроны и биологические нейронные сети
Открытие или закрытие натриевых и калиевых каналов

Нейроны и биологические нейронные сети
Потенциал действия возникает на одном участке нейрона

Нейроны и биологические нейронные сети
Для понимания прогресса человечества в области моделирования

Нейроны и биологические нейронные сети
Данная модель соответствует 0,3 мм3 мозга крысы.