반헤비안 학습

Anti-Hebbian learning

신경윤리학 및 학습연구에서 반헤비안 학습은 시냅스적 가소성을 조절할 수 있는 특정 학습규칙을 설명한다. 이러한 규칙들은 헵의 추론을 뒤집는 것에 기초하고 있으며, 따라서 뉴런이 다른 뉴런의 작용 전위 생성에 직접적으로 기여하는 시나리오에 따라 뉴런들 사이의 시냅스 연결의 강도를 감소시키는 것으로 간단히 이해할 수 있다.

신경윤리학에서 나온 증거

신경윤리학 연구는 반헤비안적 학습규칙을 고수하는 체계의 존재에 대한 강력한 증거를 제공했다. 모르미리드 전기 어류에 대한 연구는 전기감각 측선엽(ELL)이 자가 생성 전기 방전(EOD, 전기 기관 방전)을 이용하는 화강암(Knollorgans)으로부터 감각 입력을 받아 근접한 근위부에 있는 물체에 대한 정보를 환경으로부터 추출한다는 것을 입증했다.y를 물고기에게.

ELL은 감각 수용체로부터의 정보 외에도 EOD 명령 핵으로 알려진 전기 방전을 개시하는 것을 담당하는 뇌의 영역으로부터 신호를 수신한다. ELL의 Purkinje와 같은 Medium Ganglion 셀에 대한 전기센서리 입력과 함께 신호가 수렴되기 전에 두 개의 별도 경로를 통해 전송되는 이 Efference copy는 분산된다. 이 세포들은 EOD를 방출하는 명령의 전송을 신호하는 병렬 섬유로부터 광범위한 비정형 수지상 투영을 통해 정보를 수신한다. 이 세포들은 또한 전기감각 정보를 전달하는 뉴런으로부터 정보를 받는다.

반헤비안적 학습에 있어 중요한 것은, 중간 갱리온 세포의 평행 섬유와 아피셜 덴드라이트 사이의 시냅스는 시냅스 가소성의 특정한 패턴을 보여준다. 병렬 섬유에 의한 덴드라이트의 활성화가 덴드리틱 광폭 스파이크(덴드라이트를 통해 이동하는 작용 전위)의 시작 전 짧은 기간에 발생한다면, 이러한 시냅스에서 뉴런들 사이의 연결 강도가 감소할 것이다. 광범위한 스파이크에 따른 활성화뿐만 아니라 앞의 활성화와 같은 다른 모든 상황에서 병렬 섬유에 의한 활성화는 시냅스의 강화로 이어질 것이다.

의의

ELL의 뉴런은 EOD로 전송되는 모터 출력 명령의 코럴 방출(유효한 카피를 위한 다른 용어)과 전기센서리 수용체로부터의 다른 입력을 모두 수신하므로, 동물은 자신의 모터 출력에 의해 생성되는 예측 가능한 입력을 제거할 수 있다. 이 시스템은 EOD로부터 예상된 입력을 필터링할 수 있는 반면, 예상치 못한 신호는 모터 명령어와 관련하여 홀수 간격으로 도달하는 것이 학습 규칙에 의해 효과적으로 강화된다. 이를 통해 물고기 주변의 전기장 흐름에서 변화를 일으키는 물체에 대한 정보를 추출할 수 있으며, 비정보적 감각 입력을 폐기하면서 변화를 강조할 수 있다.

그러나 이러한 시냅스의 적응은 결과적인 흥분으로 광폭파가 활성화될 때까지 시냅스 연결의 강도를 증가시킬 뿐이다. 그 결과, 외부 환경의 변화가 일치한다면, 이전에 기술한 뉴런들 사이의 연결은 초기 상태와 유사한 흥분 상태가 다시 한 번 문턱에서 유지되는 수준에 도달하게 되어, 유입되는 감각 정보의 약간의 변화가 넓은 범위의 시작에 기여하게 된다. 이런 방식으로 유기체는 환경에서 불필요한 감각 정보를 무시하는 법을 배울 수 있다. 과도한 소음이 중요한 감각 정보를 가리는 것을 막기 위해서는 이러한 일관성에 대한 궁극적인 감소가 필수적이다. EOD 신호의 수신에 일관적인 변화를 초래할 수 있는 수많은 잠재적 원인에는 성장, 수위 변화(염도), 낮은 수위(수체의 얕은 바닥이 전류를 방해하는 경우) 및 부상 가능성이 있다.

예측적용

반헤비안적 학습규칙의 지배하에 작용하는 시냅스적 가소성은 소뇌에서 일어나는 것으로 생각된다. 신경 학습의 작동을 이해하는 것은 소뇌 관련 장애의 치료에 귀중한 통찰력을 제공할 수 있다. 이 지식은 또한 컴퓨터 기반의 데이터 수집에서 중요한 기능을 할 수 있으며, 중복 입력에 반복적으로 적응하면서 변경의 외관을 강조할 수 있다.

참고 항목

참조

  • C.C. 벨(1981) "Refresent Input에 의해 수정된 Efference Copy" 과학 214, 450-452
  • 로버츠, P.D&Bell, C.C. (2002) "전기센서리 시스템에서 스파이크 타이밍 종속 시냅스 가소성의 능동적 제어" 생리학 저널 96, 445–449.
  • 주팡, G.K.H. 2004. 행동 신경생물학: 통합 접근 방식. 옥스포드 대학 출판부: 영국 옥스포드.