Network dynamics of spiking neurons with adaptation
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Les réseaux de neurones à impulsions (SNNs : Spiking Neural Networks, en anglais) sont un raffinement des réseaux de neurones artificiels (ANNs : Artificial Neural Networks, en anglais) où l’échange entre neurones repose sur l’intégration des impulsions et la redescente de l’activation, à l’instar des neurones naturels. L’encodage est donc temporel et binaire. Le caractère binaire pose une difficulté de continuité au sens mathématique (cela empêche notamment l’utilisation des techniques de rétropropagation des coefficients - telle que la descente de gradient - utilisées classiquement dans les méthodes d'apprentissage).
vignette|390x390px|Fig. 1. Dendrites, soma et axone myélinisé, avec un flux de signal des entrées aux dendrites aux sorties aux bornes des axones. Le signal est une courte impulsion électrique appelée potentiel d'action ou impulsion. vignette|Figure 2. Évolution du potentiel postsynaptique lors d'une impulsion. L'amplitude et la forme exacte de la tension peut varier selon la technique expérimentale utilisée pour acquérir le signal.
Un rythme cérébral (appelé aussi activité neuro-électrique) désigne l'oscillation électromagnétique émise par le cerveau des êtres humains, mais également de tout être vivant. Le cortex frontal qui permet la cognition, la logique et le raisonnement est composé de neurones qui sont reliés entre eux par des synapses permettant la neurotransmission. Mesurables en volt et en hertz, ces ondes sont de très faible amplitude : de l'ordre du microvolt (chez l'être humain), elles ne suivent pas toujours une sinusoïde régulière.
The activity of neurons in the brain and the code used by these neurons is described by mathematical neuron models at different levels of detail.
The activity of neurons in the brain and the code used by these neurons is described by mathematical neuron models at different levels of detail.
This course explains the mathematical and computational models that are used in the field of theoretical neuroscience to analyze the collective dynamics of thousands of interacting neurons.
Fitting network models to neural activity is an important tool in neuroscience. A popular approach is to model a brain area with a probabilistic recurrent spiking network whose parameters maximize the likelihood of the recorded activity. Although this is w ...
Many neurodegenerative diseases are associated with the death of specific neuron types in particular brain regions. What makes the death of specific neuron types particularly harmful for the integrity and dynamics of the respective network is not well unde ...
Synaptic plasticity underlies our ability to learn and adapt to the constantly changing environment. The phenomenon of synapses changing their efficacy in an activity-dependent manner is often studied in small groups of neurons in vitro or indirectly throu ...
