Устройство для моделирования нейрона

(50 4 ( 06 С 7/60 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ П(НТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторскоМф 963003, кл изобретения - повышение достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации ритма разрядов при увеличении уровня наносимого возбуждения. Поставленная цель достигается за счет того, что формирователь 4 импульсов. выполнен в виде преобразователя 5 частоты в напряжение, управляемого ждущего мультивибратора 6, релейного элемента 7, первого ключа 8, блок 9 моделирования вызванных потенциалов выполнен в виде второго 1 0 и третьего 11 ключей, аттенюатора 12, второго сумматора 13. Дополнительно введенные элементы обеспечивают воспроизведениеФ трансформации ритма разрядов при оп- р ределенных уровнях возбуждения, что не учитывалось в известных устройствах. 1 ил. Бюл, Убавиационный институтджоникидзеельев, Н.А.СавельеваюА.А. Колесников088.8)е свидет606 С ельство СССР760, 1981.(54) УСТ НЕЙРОНА (57) Изо моделиро нервной ОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА бретение относится к области вания функциональных свойств системы и может быть испольнейрофизиологических экспеа также для создания сиссственного интеллекта. Цель зован имент тем иск ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИзобретение относится к областимоделирования функциональных свойствнервной системы и может быть использовано в нейрофизиологических экспери 5ментах, а также для создания системискусственного интеллекта,Цель изобретения - повышение достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации. ритма разрядов при увеличении уровня наносимого возбуждения.На чертеже изображена функциональная схема устройства для моделирования нейрона. 15Устройство для моделирования нейро.на содержит блок 1 моделирования игналов, состоящий из последовательногосоединения формирователя входных сигналов, преобразователя частоты в напряжения.и блока задания весовыхкоэффициентов, аддитивный сумматор 2,блок 3 формирования пороговых значений, выполненный в виде функционального преобразователя с трапецеидальной характеристикой, формирователь 4импульсов, содержащий преобразователь5 частоты в напряжение, управляемыйждущий мультивибратор 6, релейныйэлемент 7, первый ключ 8, блок 9 моделирования вызванных потенциалов,состоящий из второго 10 и третьего 11ключа, аттенюатора 12, второго сумматора 13.Устройство для моделирования нейрона работает следующим образом.На возбуждающие и тормозящие входы блока 1 моделирования сигналовподаются входные импульсные последовательности, в результате преобразования изменения напряжения этих последовательностей поступают на входысумматора 4, где происходит алгебраическое снижение в соответствии сознаками сигналов (возбуждающие - положительный, тормозящие - отрицательный), Суммарный сигнал с выходасумматора 2 поступает на вход блока 3формирования пороговых значений и,если его величина не превышает величины порога, генерация спайков на выходе устройства отсутствует. При превышении суммарным сигналом величины порога блока 3 на его выходе появляется напряжение, которое поступает на вход формирователя 4 импульсов.При усилении стимуляции суммарныйсигнал с выхода сумматора (суммарныйсигнал находится в линейной зоне характеристики преобразователя 5) превьппает порог срабатывания релейногоэлемента 7 блока 4, в результате ч"гона выходе его появляется стандартныйсигнал "1", замыкающий первый ключ 8,При этом импульс с выхода преобразователя 5 поступает на вход ждущегомультивибратора 6 и задним фронтомзапускает его, т.е. мультивибратор6 генерирует прямоугольный импульс,длительность которого определяетсяпараметрами времязадающих цепей мультивибратора и уровнем напряжения наего управляющем входе,Импульс с выхода мультивибратора6 поступает на управляющие входы блока 9 моделирования вызванных потенциалов и переключает второй ключ 10в разомкнутое состояние, а третийключ в замкнутое. На время действияэтого импульса ключи 10 и 11 находятся в этом состоянии и импульсы, моделирующие спайки, поступающие поинформационному каналу с выхода преобразователя 5 блока 4, поступаютчерез замкнутый третий ключ 11 ваттенюатор 14, где происходит ихослабление. Далее ослабленные импульсы поступают на второй вход сумматора и после этого на выход устройства.При прекращении поступления управляющего импульса с выхода мультивибра.тора блока 4 устройство возвращаетсяв исходное состояние. Импульсы по информационному входу блока 9 продолжают поступать теперь уже через замкнувшийся ключ 1 О, непосредственно напервый вход сумматора в виде полноценного спайка (по амплитуде). Вместе стем, если напряжение с выхода блока3 формирования порогового значенияпродолжает превышать порог срабатывания релейного элемента 7 блока 4и ключ 8 находится в замкнутом состоянии, то этот же импульс заднимфронтом снова запускает ждущий мультивибратор и процесс повторяется.Если сигнал с выхода блока 3 формирования порогового значения увеличивается, то это напряжение увеличивает частоту генерации импульсов, выдаваемых формирователем 4импульсов, а также увеличивает соответственно длительность импульса,им генерируемого.Таким образом, при повышении уровня стимуляции нейрона, начиная сопределенного момента, появляютсяРедактор О. Спесивых Корректор Г. Решетник Заказ 345/53 Тираж 667 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Унгород, ул. Проектная, 4 периодические провалы амплитуды в выходной спайковой последовательности, причем длительность этих провалов возрастает при дальнейшем возрастании уровня стимуляции. При этом частота следования полноценных спайков отличается от частоты, соответствующей уровню возбуждения, т.е. происходит трансформация ритма разрядов.Формула и з о б р е т е н и яУстройство для моделирования нейрона, содержащее блок моделирования сигналов, аддитивный сумматор, блок формирования порогового значения, формирователь импульсов, блок моделирования вызванных потенциалов, причем выходы блоков моделирования сигналов соединены с входом аддититивного сумматора, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования путем воспроизведения трансформации ритма, при увеличении уровня возбуждения, формирователь импульсов выполнен в виде преобразователя частоты в напряжение, релейного элемента, первого ключа и управляемого ждущего мультивибратора, причем выход управляемого ждущего мультивибратора является управляющим выходом формирователя импульсов, вход которого является выходом блока формирования порогового значения,к которому одновременно подсоединены преобразователь частоты в напряжение, релейный элемент иуправляемый ждущий мультивибратор,выход релейного элемента соединен с 5первым входом первого ключа, второйвход которого соединен с выходом преобразователя частоты в напряжение,выход которого является управляющимвходом управляемого ждущего мульти вибратора, выход преобразователя частоты в напряжение является информационным выходом формирователя импульсов, блок моделирования вызванных потенциалов выполнен в виде второго итретьего ключей аттенюатора и сумматора, причем управляющий вход блокамоделирования вызванных потенциаловявляется первыми входами входного итретьего ключа, информационный еговход является вторыми входами второго и третьего ключей, выход второго ключа соединен с входом аттенюатора, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход третьего 25ключа соединен с вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, при этом выход аддитивного сумматора соединен с входомблока формирования порогового значения, выход которого соединен с формирователем импульсов, информационныеи управляемые выходы которого соединены с соответствующими. входами блока моделирования вызванных потенциа лов, выход которого является выходомустройства.