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Concept
Plasticité fonction du temps d'occurrence des impulsions
Résumé
La (en Spike-timing-dependent plasticity, STDP) est un processus de modification du poids des synapses. Cette modification dépend du moment de déclenchement du potentiel d'action dans les neurones pré- et post-synaptique. Ce processus permettrait d'expliquer partiellement le développement cérébral et la mémorisation, en provoquant potentialisation à long terme (en Long-term potentiation, LTP) et dépression à long terme (en Long-term depression, LTD) des synapses.
vignette|Mise à jour des poids synaptiques entre deux neurones, en fonction de leur temps d'occurrence des impulsions, avec la STDP biologique ().
La STDP est une interprétation de la théorie de Hebb, souvent résumée par la formule : « des neurones qui s'excitent ensemble se lient entre eux. ». L'objectif de ce mécanisme de plasticité est de renforcer les connexions synaptiques où les activations du neurone pré-synaptique mènent aux activations du neurone post-synaptique et de diminuer les connexions où le neurone pré-synaptique n'a pas d'influence sur les activations du neurone post-synaptique.
La STDP s'implémente dans les réseaux de neurones à impulsions pour modéliser un processus d'apprentissage non supervisé et local (c'est-à-dire que la mise à jour des poids synaptiques ne dépend uniquement des deux neurones reliés). Elle permet aux réseaux de neurones d'apprendre, sans supervision, des caractéristiques propres aux données d'entrées.
Différentes implémentations existent, plus ou moins fidèles aux observations biologiques, et leur utilisation varie selon les besoins, l'architecture du réseau ou encore le modèle de neurone utilisé.
La règle biologique est la plus proche du mécanisme de plasticité observé dans notre cerveau. La mise à jour des poids d'une connexion synaptique dépend de la différence entre les temps d'occurrence des impulsions et peut se formuler de la manière suivante :
avec les poids synaptiques, et les taux d'apprentissages, et les temps d'occurrences des impulsions des neurones pré et post-synaptiques, et la constante de temps.
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