Устройство для моделирования нейрона

(54) НЕЙР (57) устройзобрете аналого относитс ния не о моделиро АРва ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 4247902/31-1325.05.8715.08.89, Бюл. М 30Уфимский авиационный иерго ОрджоникидзеН.А. Савельева, А.Колесников и А.Г.681.333(088.8)Авторское свидетель597, кл, С 06 С 7/6УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИР ной системы и может быть использовано в зкспериментах при исследовании нейронов и нейронных структур. Цель изобретения - повынение точности мо" делирования и раснирение функциональных возможностей за счет моделирования волновых процессов распространения локальных вызванных постсинаптических потенциалов в дендритных во ф локнах нейрона с учетом двунаправленности волокна. Локальные потенциалы в виде пульсирующих напряжений поступают с выходов блоков 2 моделирования синапсов на входы блоков 6 моделирования дендритов, являкнцихся вхоФ1501101 Составитель Н. АрдыбашеваТехред Л.Олийнык КорректорЛ.Беск дактор А. Огар ГКНТ ССС здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 оиэводственн Заказ 4871/47 Тираж 668ВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж изобретен Раушска одписноеям и открытия наб., д. 4/здами сумматоров 7 и 8 прямой и обратной цепи, При этом происходит распространение в проксимальном направле.нии от каждого активированного синап 5 са положительной прямой волны возбуждения либо торможения по последовательно соединенным чередующимся сумматорам 7 и элементам задержки 9 и обратной волны, распространяющейся по обратной цепи сумматоров 8 и блоков 1 О задержки. При этом осуществляется взаимодействие волн согласно знакам по введенным перекрестным связям между прямой и обратной цепямиблока б моделирования дендрита, Сигнал на выходе блока 6 резко отличается от простой суммы синаптическихпотенциалов, что имеет место в биологическом объекте. Кроме того, настройка элементов 9 и 10 задержки может отражать особенности индивидуальной морфологии объекта, а именно денцриона реального нейрона, что такжеотражается на выходном сигнале устройства и значительно повышает точность моделирования. 8 ил.Изобретение относится к устройст" 20вам аналогового моделирования нервнойсистемы и может быть использовано вэкспериментах при исследовании нейронов и нейронных структур.Цель изобретения - повышение точности моделирования и расширение Функциональных возможностей за счет моделирования волновых процессов распространения локальных постсинаптических потенциалов в дендритных волок 30нах нейрона с учетом двунаправленности волокна,Поставленная цель достигается тем,что в каждый из блоков моделированиядендритного волокна введены прямаяи обратная цепи, состоящие из последовательно включенных чередующихсямежду собой трехвходовых сумматоровпо первому неинвертирующему входу иэлементов задержки, причем обратная 40цепь начинается с сумматора, а выходее последнего элемента задержки соеди.нен через инвертор с входом первогоэлемента задержки прямой цепи, вторыенеинвертирующие входы сумматоров прямой цепи соединены с инвертирующимивходами смежных с ними сумматоров обратной цепи и являются входами блокамоделирования дендрита, выход каждого элемента задержки прямой цепи со 0единен с вторым неинвертирующим входом соответствующего сумматора обратной цепи и является выходом блока моделирования дендрита, который, в своюочередь, является дендритным выходомустройства, а выход каждого элементазадержки обратной цепи соединен стретьим неинвертирующим входом соответствующего сумматора прямой цепи,прямая цепь оканчивается элементом задержки, выход которого является выходом блока моделирования дендрита, который соединен с входами аддитивного сумматора, а входы каждого из блоков моделирования дендритов соединены с выходами соответствующей группы блоков моделирования синапсов, к входам которых подключены выходы упавляемых резистивных элементов, вхоы которых являются синаптическимн входами устройстваВведение дополнительных элементов сумматоров, элементов задержки и инверторов, соединенных определенным образом, позволяет значительно повысить точность моделирования реальных нейронов, в особенности кортикальных, за счет обеспечения возможности воспроизведения волновых эффектов распространения и взаимодействия локальных вызванных постсинаптических потенциалов в дендритах, не учитываемых в известных устройствах. Указанное соединение дополнительно введенных элементов позволяет образовать дендритные выходи устройства, что значительно расширяет его Функциональные возможности за счет представления нейрона как многовходово-многовыходового элемента, причем их число индивидуально в отличие от известных устройств с одним выходом,Предлагаемое устройство для моделирования нейронов, содержащее блоки моделирования дендритов, позволяет моделировать волновые процессы распространения локальных постсинаптических потенциалов в дендритных волокнах нейрона с учетом двунаправленнос 15 О 11 Оти волокна, что осуществляется в устройстве благодаря определенному соединению дополнительно введенных элементов.5На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для моделирования нейрона; на Фиг, 2 - временные диаграммы работы блока моделирования дендрита; на фиг, 3 - контрольные 10 точки двухсинаптического блока моделирования дендрита; на фиг. 4 - вид локальных постсинаптических потенциалов (возбуждающих, тормозящие аналогичны, но инвертированы); на фиг. 5 - 15 функциональная схема (до уровня стандартных Функциональных элементов) блока формирования порога; на Фиг, 6 принципиальная схема формирователя выходных импульсов; на Фиг. 7 - Фун кциональная схема блока обратной связи; на фиг. 8 - Функциональная схема блока синхронизации.Устройство для моделирования ней рона (фиг, 1) содержит управляемые резистивные элементы 1, блоки 2 моделирования синапсов, согласующие усилители 3, накопительные элементы 4, элементы 5 задержки, соединенные по- З 0 следовательно и образующие блоки моделирования синапса, блоки 6 модели.рования дендритов, состоящие из трехвходовых сумматоров 7 и 8 и элементов 9 и 10 задержки, образующих прямую и обратную цепи, соответственно, и имеющие дендритные выходы 12, аддитивный сумматор 13, входы которого подключены к выходам блоков 6, пороговый блок 14, включенный на выход сумматора 13, блок 14 состоит из элемента 15 сравнения, вход которого служит входом блока 14, блока 16 Формирования порога, выход которого ,включен на второй вход блока 15, Фор мирователя 17 выходных импульсов, подключенного к выходу блока, 15, блока 18 обратной связи, выход которого подключен к входу блока 16, а вход соединен с выходом устройства, которым является выход блока 17, блок 19 синхронизации, вход которого соединен с выходом устройства, выходы блока синхронизации соединены с управляющими входами рези:тивных элементов 1.Устройство для моделирования нейрона работает следующим образом,1 6Входные сигналы в виде частоты следования спайков подаются с входов устройства через управляемые резистивные элементы 1, где происходит их масштабирование по амплитуде в соответствии с весом каждого синаптического контакта, на входы блоков 2 моделирования возбуждающих и тормозящих синапсов, которыми являются входы соответствующих согласующих усилителей 3, с выходов которых импульсные последовательности поступают на накопительные элементы 4, где происходит изменение Формы и длительности импульсов, причем знак их зависит от наличия или отсутствия инвертирования в элементах 4 (возбуждающий или тормозящий синапс).Далее сигналы поступают на входы элементов 5 задержки, моделирующих зазадержку выделения медиатора в соответствующем синапсе, выходы которых являются выходами блоков 2 моделирования синапсов, объединенных в группы, каждая иэ которых моделирует синапсы, расположенные на одном дендрите.Полученные сигналы локальных возбуждающих и тормозящих постсинаптических потенциалов (ПСП) с выходовблоков 2 моделирования синапсов одной группы поступают на входы одного блока 6 моделирования дендрита соответственно их расположению на дендрите реального нейрона. Сигналы локального ПСП от каждого синапса поступают с входов блоков 6 моделирования дендритов на вторые неинвертирующие входы сумматоров 7 прямой цепи, образуя прямую волну дендритного потенциала со знаком плюс, распространяющуюся в прямом направлении по прямой цепи, и на инвертирующие входы сумматора 8 обратной цепи, образуя волну дендритного потенциала со знаком минус, распространяющуюся в обратном направлении по обратной цепи. На каждом сумматоре 7 блока 6 происходит суммирование входного сигнала с выхода соответствующего блока 2 моделирования синапса с прямой волной дендритного потенциала, распространяющейся по прямой цепи в соответствии с декрементом затухания, задаваемым коэффициентом передачи элементов 9 задержки, от синапсов, расположенных левее, и "оступающей на первые неинвертирующие входы сумматоров 7 с выходов элементов 9 задержки, и вычитание обрат 1501101ной волны, распространяющейся по обратной цепи от синапсов, расположенных правее, и поступающей на третьинеинвертирующие входы сумматоров ,Результирующие сигналы распространяются в прямом (проксимальном) направлении к выходу блока 6 моделированиядендрита через элементы 9 задержки иправые сумматоры 7 и представляют собой прямую волну дендритного потенциала. На каждом сумматоре 8 блока 6моделирования дендрита происходит суммирование инвертированного входногосигнала, приходящего на инвертирующий вход с выхода соответствующегоблока 2 моделирования синапса 2, и инвертированной обратной волны, поступающей на первый неинвертирующий входсумматора 8 с выхода элемента 10 задержки и вычитание их из неинвертированной прямой волны, поступающей навторой неинвертирующий вход (так какпоследняя имеет противоположный положительный знак), Результирующие сиг,налы распространяются в обратном направлении (дистальном), пока не достигают инвертора 11, где, изменяя знак,поступают с его выхода на вход элемента 9 задержки прямой цепи, т,е,преобразуются в прямую волну, что моделирует отражение обратных волн дендритного потенциала от дистальногоконца дендритаТаким образом, сигнал с выхода блока 6 моделирования дендрита отражает35сложные взаимодействия прямых и обратных волн дендритного потенциала.и, как в реальном нейроне, не эквивалентен простой сумме задержанных сигналов с выходов блоков моделированиясинапсов, что значительно повышаетточность моделирования тонких нейрофиэиологических явлений в дендритныхструктурах,45Кроме того, выходы элементов 9 задержки прямой цепи являются дендритными выходами 12 устройства, что позволяет, подключая их на входы другихблоков 6 моделирования дендритов50(вместо блоков 2 моделированйя синапсов), моделировать электрические синапсы дендриона нервной клетки, чточрезвычайно распространено в нейронахс развитым дендрионом,На фиг. 3 изображены. контрольныеточки на Функциональной схеме блока 6моделирования дендрита, для простотыприведен двухвходовый блок .моделирования дендрита с двумя блоками 2 моделирования возбуждающих синапсов;на фиг. 2 изображены временные диаграммы в контрольных точках откликаблока 6 моделирования дендрита наскачки напряжения по двум входам; наФиг, 4 представлена временная диаграмма единичного локального ПСП навыходе блока 2 моделирования синапса,Б данном случае статические коэфФициенты передачи элементов 9 и 10задержки равны 0,5.На схеме по Фиг, 3 можно наблюдать(в точке Н - выход блока 6, а такжев точках П и,1 - дендритные выходыблока 6) неоднократность передачискачка напряжения, в результате происходит взаимодействие реакций отдвух и более синаптических входов(А, В) во времени с последствием ираспространение этого комплексногосигнала в обе стороны по дендриту,Распространение моделируется дискретизацией по времени межсинаптическихинтервалов путем соединения точекконтакта синапсов линиями задержкив прямую и обратную стороны,Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известных моделирует неэквивалентнОсть сигнала навыходе дендрита простой алгебраической сумме 1 КСП от отдельных синапсованалогично реальному нейрону путемучета волновых процессов в дендритах,реализованного так согласно описанному.Результирующие сигналы с выходовблоков 6 моделирования дендритов поступают на входы аддитивного сумматора 13, в котором осуществляется ихалгебраическое и временное суммирование. Суммарный сигнал с выхода сумматора 13 поступает на вход пороговогоблока 14, т.е. на первый вход элемента 15 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал, равный величине порога с Формирователя порога 16,Если суммарный сигнал с выходасумматора 13 не превышает некоторуюначальную величину порога, задаваемуюпо второму входу элемента 15 сравнения с выхода Формирователя 16 порога,то напряжение на выходе Формирователя 17 выходных импульсов отсутствует,При превышении суммарным сигналомс сумматора 13 величины порога в элементе сравнения на выходе последнегопоявляется напряжение, причем величи15011 30 50 55 на его пропорциональна напряжению свыхода сумматора 13. Напряжение с выхода элемента сравнения поступает навход формирователя 17 выходных им 5пульсов, генерирующего при этом импульсы, близкие по Форме к спайкамреального нейрона, а частота следования их пропорциональна напряжению,поступающему на вход формирователя 17выходных импульсовАдаптивная подстройка модели нейрона осуществляется аналогично прототипу при помощи блока 18 обратнойсвязи, формирователя 17 порога и блока 19 синхронизации. При этом с появлением импульсации на выходе устройства сигнал обратной связи поступаетна вход блока 18 обратной связи, навыходе которого появляется сигнал,поступающий на вход Формирователя 17порога, в результате чего увеличивается величина порога, подаваемая ввиде напряжения на второй вход элемента 15 сравнения. Кроме того, сигнал с выхода Формирователя 17 выходных импульсов поступает также на входблока 19 синхронизации, на 1-й из оставшихся входов поступает сигнал с-го входа устройства,В зависимости от удовлетворенияэтими сигналами заданных условий сблока 19 синхронизации поступает управляющий сигнал, изменяющий сопротивление -го управляемого резистив 35ного элемента 1. Настройка устройства осуществляется подбором коэффициентов передачи (всегда меньше единицы) и постоянных времени элементов 9и 10 задержки, попарно равных. Таким 40образом, параметры прямых 9 и обратных 10 элементов задержки одинаковымежду собой попарно и отличаются вобщем случае от соседней пары, чтосоответствует различным удаленностямсинапсов друг от друга и неоднородности волокна,На фиг, 5-8 изображены Функциональные до уровня стандартных элементов и принципиальные схемы блоков 16-19 соответственно.Блок 1 Ь Формирования порога (Фиг.5) может состоять из сумматора 20 и источника 21 постоянного опорного напряжения, причем выход сумматора является выходом блока 16, первый вход сумматора 20 - его входом, а второй вход сумматора 20 соединен с выходом 011 Оисточника опорного напряжения (ИОН) 21.Блок 17 Формирования выходных импульсов (фиг6) может быть выполнен на операционном усилителе (ОУ) 22, полевом транзисторе 23, конденсаторах 24 и 25, резисторах 2 Ь, диоде 30, триггере Имидта 31 и ключе 32. ОУ 22, транзистор 23, конденсаторы 24 и 25 и резисторы 26-29 образуют генератор 33 импульсов, управляемый напряжением, а транзистор 23, конденсатор 25 и резисторы 28 и 29 - управляемый резистивцый элемент 34 времязадающей цепи генератора импульсов.Блок 17 работает следующим образом, Если на вход блока подается отрицательное напряжение, диод 30 закрыт, напряжение на входе и, соответственно, выходе триггера 31 равно нулю, ключ 32 находится в разомкнутом состоянии и импульсация на выходе блока 17 отсутствует. Если напряжение на входе блока 17 становится больше нуля, диод 30 открывается и на входе триггера появляется напряжение, равное входному, что приводит переключение его в состояние логической единицы, которое, поступая на управляющий вход ключа 32, замыкает его, в связи с чем к входу блока подключается выход ОУ 22, являющийся выходом генератора 33 импульсов, Генератор 33 импульсов представляет собой обычный релаксационный генератор, частота колебаний которого определяется емкостью конденсатора 24 и сопротивлением сток-исток транзистора 23; Е2,2 К н С . 11 ри возрастании в положительнун сторону напряжения на входе блока 17, т,е, напряжения на затворе транзистора 23, сопротивление канала последнего уменьшается линейно, что приводит к линейному увеличению частоты импульсов на выходе блока 17, Резисторы 28 и 29 и конденсатор 25 необходимы для увеличения линейности характеристики управляемого реэистивного элемента 34. 1 ри необходимости диапазоны изменения частот могут быть подогнаны подачей отрицательного смещения на затвор транзистора 23 (при этом необходима развязка диода 30 и генератора 33, например, подключение диода 30 к резистору 29 через эмиттерный повторитель).Блок 18 обратной связи (Фиг. 7) состоит иэ последовательно соединен 11 150ных согласующего элемента 35 усредняющего фильтра 36 нижних частот имасштабирующего усилителя 37. Входомблока янляется вход согласующего элемента 35, а выходом - выход масштабирующего усилителя 37,При появлении импульсов на выходе блока 17 появляется напряжение навыходе фильтра 36, причем пропорциональное частоте следования импульсов.Зто напряжение масштабируется усилителем 37 н зависимости от адаптивныхсвойств конкретного нейрона и поступает на вход блока 16, где, складываясь н сумматоре 20 с напряжениемИОН 21, преобразуется в напряжениепорога, Данный блок 18 обратной связи реализует линейный закон адаптации нейрона. При необходимости в зависимости от конкретного биологического аналога в обратную связь усилителя 37 может быть введена нелинейность, учитивающая свойства конкретного типа нейрона,Блок 19 синхронизации (фиг, 8) состоит из М+1 согласующих элементов 38(М - число синаптических входов), Мсумматоров 39, М+1 фильтров 40 нижнихчастот, М логических схем 41, управляющих М ключами 42, и накопительныхконденсаторов 43.М согласующих элементов 38 являются входами (синаптическими) блока 19,подключаемыми к синаптическим входамустройства, выходы этих элементов 38подключены через фильтры 40 нижнихчастот к первым входам сумматоров 39,выходы которых через ключи 42 соединены с выходами блока 19, параллельно которым подключены накопительныеконденсаторы 43, вторые входи объединены и подключены к выходу фильтра 40нижних частот, вход которого соединенчерез согласующий элемент 38 с входом(аксонным) блока 19, соединяемым саксонным выходом устройства, выходыфильтров 40 нижних частот синаптических входов блока 19 подключены к первым входам логических схем 41, выходфильтра 40 аксонного входа блока 19соединен с вторыми входами логическихсхем 41, выходы которых соединены суправляющими входами соответствующихключей 42Логическая схема 41 содержит двадифференциатора 44, два триггераШмидта 45, схему И 46, причем входыдифференциаторон являются первыми и 1101 12вторым вхоцами логической.схемы 41,а их ныходи соединены через триггеры 45 с двумя входами схемы И 46,5выход которой является выходом логической схемн 41.Блок 19 обеспечивает воспроизведение адаптивных реакций нейрона натакие изменения частот входных импульсных последовательностей, поступающих по синаптическим входам, которые приводят к изменениям частотывыходных импульсов, блок 10 реализуетсопротивление нейрона изменению его15 состояния, т,е, реакцию привыкания.Напряжение на 3.-м виходе блокагде КК ,К - константы;Е , - частота входной импулььх20 сной последовательностина -м входе;- частота импульсной повыхследовательности на аксонном выходе,25 Средние значения частот выделяются фильтрами 40 и подаются на сумматоры 39 в виде напряжений, пропорциональных значениям частот,В блоке 19 синхронизации сигналы30 с выходов фильтров 40 нижних частот(преобразователей частоты в напряжение) поступают в виде напряжений,пропорциональных частотам входных ивыходного сигналов, на блоки 34 дифференцирования логических схем 41,причем на каждую логическую схему 4 1поступает напряжение, пропорциональное частоте входной импульсной последовательности, поступающей на со 40 ответствующий синаптический вход(возбуждающий или тормозящий), и напряжение, пропорциональное частотевыходного сигнала устройства, Еслиэти частоты постоянны, напряжения на45 выходе дифференциаторов 44 равны нулю. При этом напряжения на выходахтриггеров 45 также равны логическомунулю. В случае изменения,частотывходной импульсной последовательнос 50 ти на каком-либо синаптическом входена выходах диференциаторов 44, соединенных с входами блока 19 черезблоки 38 и 40, поянляется напряжение,что приводит к срабатыванию соединенных с ними триггеров 45, подключеннихк первым входам схем И 46. Триггеры 45, соединенные с вторыми входамисхем И 46, срабатывают (на выходе появляются сигнал единицы) аналогичнымобразом в случае, если изменяется .частота выходных импульсов устройства,Сигнал логической единицы появляетсяна выходах схем И 4 Ь только тех логических схем 41, которые соответствуюттем синаптическим входам, частотавходных сигналов которых в данный момент изменяется при условии изменениявыходного сигнала устройства. Это - 10приводит к замыканию ключей 42, соответствующих этим синапсам, и подачесуммарных сигналов с выходов сумматоров 39 через ключи 42 и конденсаторы 43 на входы управляемых резистив 15ных элементов 1, изменяя их сопротивление в сторону уменьшения уровня соответствующих входных сигналов,частота которых не постоянна, Это сниснижает вклад изменяющихся по частоте 2 Овходных воздействий в формированиевыходного сигнала, что приводит также к снижению его изменений частоты,т.е. к ее стабилизации, Таким образом, блок 19 моделирует привыкание 25нейрона к переменным по частоте входным сигналам, реализуя параметрическую стабилизирующую отрицательнун обратную связьБлок 19 одинаково работает как для возбуждающих, так и для 30тормозящих сигналовВ данном случаеимеет значение изменение частоты вход.ного сигнала независимо от его знака.Технически это реализуется тем, чтоблоки 38, подключаемые к возбуждающим входам, неинвертирунщие, а к тормозящим - инвертирующие,В качестве управляющих реэистивных элементов 1 могут быть использованы обычные полевые транзисторы.При дОэтом управляющие сигналы с конденсаторов 43 (фиг. 8) подаются на их затворы, что приводит к изменению сопротивления исток-сток, При этом сопротивление исток-сток практически 45линейно зависит от управляющего сигнала, Транзисторы могут включатьсякак последовательно, так и параллель.но в виде делителя напряжения, Конденсаторы 43 служат для сохраненияостаточного напряжения (а следовательно, и сопротивления резистивныхэлементов 1) при отключении ключей 42.Таким образом, предлагаемое устройство благодаря введению дополнительных элементов, соединенных определенным образом, обеспечивает возможность моделирования волновых про. цессов, протекающих в дендритах реальных нейронов, Это особенно важнопри моделировании нейронов с развитымдиндрионом, таких, например, как пирамидные нейроны новой коры головногомозга, клеток Пуркинье мозжечка идр так как при развитом дендрионеосновная переработка информации происходит именно в дендритных волокнах.Благодаря выполнению блоков моделирования дендритов в виде связанныхмежду собой прямой и обратной цепей,состоящих из чередующихся трехвходовых сумматоров и элементов задержки,обеспечивается возможность моделирования волновых процессов распространения локальных ПСП по дендритномуволокну как в проксимальном, так и вдистальном направлениях, а также возможность воспроизведения сложных взаимодействий распространяющихся волни влияния синапсов друг на друга взависимости от их взаимного расположения при относительно небольшом количестве однотипных элементов, что значительно повышает точность моделирования тонких нейрофизиологическихпроцессов в реальном нейроне.Простота отведения сигнала с любойточки вдоль блока моделирования дендрита позволяет использовать эти точкив качестве выходов и моделироватьдендро-дендритные синапсы как химичес"кого, так и электрического типа, т.е.представить модель нейрона не толькокак многовходовун (традиционное представление), но и как многовыходовун,что значительно расширяет функциональные возможности как отдельной моделинейрона, так и при моделировании нейронных сетей,Благодаря тому, что путем попарного изменения параметров элементов задержки прямой и обратной цепей в блоках моделирования дендритов легкоучитываются морфологические особенности взаимного расположения (а следовательно, их взаимного влияния) синапсов на дендрите, значительно увеличивается гибкость модели нейрона.Расширение функциональных возможностей, а также повышенные точность,гибкость и универсальность предлагаемого устройства позволяют моделировать более широкий класс тонких нейрофизиологических явлений. Это позволяет осуществить моделирование нейронных сетей различных отделов мозга,индивидуальность которых отражается15 1501 соответствующей коммутацией входов- выходов устройства и надстройкой параметров элементов задержки, следовательно, дает возможность исйользо" вать в экспериментах одну модель нейрона для достаточно широкого класса задач, снижая затраты на создание новых моделей нейронов для каждого частного случая. Формула изобретения Устройство для моделирования нейрона, содержащее, блоки моделирования дендритов, блоки моделирования синапсов, состоящие из последовательно включенных согласующего усилителя, накопителя и элемента задержки, выход которого представляет собой выход блока моделирования синапса, а вход последнего- вход согласующего элемента, управляемые резистивные эле" менты, входы которых являются входами устройства, выходы подсоединены к входу блока моделирования синапсов, аддитивный сумматор, входы которого соединены с выходамиблока моделирования дендритов, а выход - с входом порогового блока, состоящего из последовательно соединенных блока обратной связи, блока формирования порога, элемента сравнения и формирователя выходных импульсов, выход которого является выходом порогового блока и выходом устройства и подключен через блок обратной связи и блок формирования порога ко второму входуэлемента сравнения, и блок синхронизации, выходы которого соединены с управляющими входами резистивных элементов, а входы - с входами и выхо 101 16дом устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных 5возможностей в каждый из блоков моЭделирования дендрита введены прямаяи обратная цепи,г состоящие из последовательно включенных чередующихсямежду собой трехвходовых сумматоров 1 О и элементов задержки, причем в каждойиз цепей выход предыдущего сумматорасоединен с входом последующего элемента задержки, выход которого подключен к первому неинвертирующему 1 Б входу следующего сумматора, при этомобратная цепь начинается с сумматора, а выход ее последнего элементазадержки соединен через инвертор свходом первого элемента задержки пря мой цепи, вторые неинвертирующие входы сумматоров прямой цепи соединеныс инвертирующими входами смежных сними сумматоров обратной цепи и являются входами блока моделирования 25 дендрита, выход каждого элемента задержки прямой цепи соединен с вторымнеинвертирующим входом соответствующего сумматора обратной цепи и является выходом блока моделирования ден дрита, представляющим собой дейдритный выход устройства, а выход каждого элемента задержки обратной цеписоединен с третьим неинвертирующнмвходом соответствующего сумматора З 5 прямой цепи, оканчивающейся элемен"том задержки, выход которого является выходом блока моделирования дендрита, подключенным к аддитивному сумматору, а входы каждого из блоков мо делирования дендритов соединены с выходами соответствующей группы блоковмоделирования синапсов.