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Enhanced Resonance by Coupling and Summing in Sinusoidally Driven Chaotic Neural Networks Ressonância aprimorada por acoplamento e soma em redes neurais caóticas acionadas sinusoidalmente

Shin MIZUTANI, Takuya SANO, Katsunori SHIMOHARA

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Resumo:

O aprimoramento da ressonância é mostrado pelo acoplamento e soma em redes neurais caóticas acionadas senoidalmente. Este fenômeno de ressonância tem um pico em uma frequência de acionamento semelhante à ressonância estocástica induzida por ruído (SR), no entanto, o mecanismo é diferente da SR induzida por ruído. Estudamos numericamente as propriedades de ressonância em redes neurais caóticas na fase turbulenta com soma e acoplamento homogêneo, com particular consideração do aumento da relação sinal-ruído (SNR) por acoplamento e soma. As redes somadoras podem melhorar o SNR de um campo médio com base na lei dos grandes números. O acoplamento global pode melhorar o SNR de um campo médio e de um neurônio na rede. No entanto, o aprimoramento não é garantido e depende dos parâmetros. Uma combinação de acoplamento e soma aumenta a SNR, mas a soma para fornecer um campo médio é mais eficaz do que o acoplamento no nível do neurônio para promover a SNR. A rede de acoplamento global tem uma correlação negativa entre o SNR do campo médio e a entropia Kolmogorov-Sinai (KS), e entre o SNR de um neurônio na rede e a entropia KS. Esta correlação negativa é semelhante aos resultados do modelo de neurônio único acionado. O SNR é saturado à medida que um aumento na amplitude do drive, e aumentos adicionais mudam o estado para um estado não caótico. O SNR é aprimorado em torno de algumas frequências e a dependência da frequência é mais clara e suave do que os resultados do modelo de neurônio único acionado. Tal dependência da amplitude e frequência do acionamento apresenta semelhanças com os resultados do modelo de neurônio único acionado. A rede de acoplamento do vizinho mais próximo com um limite periódico ou livre também pode melhorar o SNR de um neurônio dependendo dos parâmetros. A rede também possui uma correlação negativa entre o SNR de um neurônio e a entropia KS sempre que a fronteira é periódica ou livre. A rede com fronteira livre não tem efeito significativo no SNR de ambas as bordas das fronteiras livres.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals Vol.E82-A No.4 pp.648-657
Data de publicação
1999/04/25
Publicitada
ISSN online
DOI
Tipo de Manuscrito
PAPER
Categoria
Problemas Não Lineares

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