struttura di un neurone
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Corpo cellulare (soma) Dendriti Assone. Struttura di un neurone. Il potenziale d’azione. Soglia Forma stereotipata Tempo refrattario assoluto Tempo refrattario relativo. Struttura della cellula. Modello di membrana. Il modello di Hodgking Huxley. Come comunicano i neuroni?. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Struttura di un neuroneCorpo cellulare (soma)DendritiAssone
Il potenziale d’azione
1) Soglia2) Forma stereotipata3) Tempo refrattario assoluto4) Tempo refrattario relativo
Struttura della cellula
Modello di membrana
Il modello di Hodgking Huxley
Come comunicano i neuroni?• I neuroni comunicano attraverso sinapsi,
eccitatorie e inibitorie
A cosa serve il potenziale d’azione?• La depolarizzazione
della cellula si attenuerebbe lungo l’assone dopo pochi millimetri
• Il potenziale d’azione innesca un processo di rigenerazione del segnale
Fibre mieliniche
• La rigenerazione del segnale avviene soltanto nei nodi di Ranvier
• La velocità di propagazione è molto alta
Modello “integra e spara”
Poiché il potenziale d’azione ha una forma stereotipata, viene simulato il solo comportamento sotto-soglia
Dal modello “integra e spara” al modello alla “frequenza media”
Modello “firing rate”
• Se i neuroni hanno attività scorrelata è possibile sostituire agli spike la loro frequenza media
Caratteristica dinamica
Caratteristica statica
(sigmoide)
Caratteristiche di una rete neurale(Rumelhart “The Architecture of the Mind”, 1989)
• a set of processing units;• a state of activation defined over the processing units;• an output function for each unit that maps its state of
activation into an output;• a pattern of connectivity among units;• an activation rule for combining the inputs impinging on a
unit with its current state to produce a new level of activation for the unit;
• a learning rule whereby patterns of connectivity are modified by experience; and
• an environment within which each system must operate
Classificazione delle memorieMemoria: ogni cambiamento del comportamento
indotto dall’esperienza
Il connessionismo e la regola di Hebb
“When two active brain processes have been active together in immediate succession, one of them, on recurring, tends to propagate its excitement into the other” (W. James, 1890)
“When neuron A repeatedly participates in firing neuron B, the strength of the action of A onto B increases” (D. Hebb, 1949)
Apprendimento delle sinapsi
Memoria eteroassociativa
Memoria autoassociativa
Percettrone
Reti a correzione di errore
Reti del tipo WTA
Meccanismo competitivo fra i neuroni• Competizione debole:
migliora il contrasto• Competizione forte: un
solo neurone rimane attivo (the Winner Takes All)
Rete auto-organizzata
Formazione di mappe topologiche
La corteccia somatosensoriale
La corteccia somatosensoriale:
l’omuncolo (Penfield and Bolbrey 1937)
La corteccia somatosensoriale nel macaco
Organizzazione del cervello
I quattro lobi cerebrali con le relative funzioni
La corteccia cerebrale: suddivisione delle parti
Aree associative