Každý neuron sčítá, co mu přichází po synapsích. Excitační synapse přidá malé „ano“, inhibiční malé „ne“. Když součet dosáhne prahu, neuron vystřelí, jinak mlčí. Z takhle hloupých součástek se dají poskládat překvapivě chytré obvody.
Jak hrát: klepnutím na synapsi měníš její sílu: +1, +2, −1, −2 a zase nic. Klepnutím na štítek práh nastavíš, kolik hlasů neuron potřebuje k výstřelu. Tabulka vpravo (na telefonu pod obvodem) ukazuje všechny možné kombinace vstupů, co má výstup udělat a co opravdu dělá. Klepnutím na řádek tabulky ho přehraješ v obvodu. Úroveň je hotová, když sedí všechny řádky.
Co se tu doopravdy děje
Podobně zjednodušený neuron navrhli v roce 1943 Warren McCulloch a Walter Pitts. Jejich neuron vystřelí, když je aktivních aspoň tolik excitačních vstupů, kolik žádá práh, a jediný aktivní inhibiční vstup mu výstřel zakáže. Ukázali, že ze sítí takových jednotek se dá poskládat jakákoli logická funkce. Váhy, které se sčítají a dají se přehlasovat jako tady, přinesly až pozdější modely, například perceptron Franka Rosenblatta z roku 1958. Na nich vyrostly umělé neuronové sítě.
Poslední úroveň skrývá slavný háček. „Buď A, nebo B, ale ne obojí“ jediný neuron s jedním prahem nezvládne, ať nastavíš synapse jakkoli. Nejde to rozdělit jednou přímkou: když si všechny čtyři kombinace vstupů nakreslíš do čtverce, leží ty dvě, které mají pálit, v protějších rozích. Pomůže až další neuron uprostřed. Ten výstupu dodá informaci, kterou výstup sám z A a B nevyčte, třeba že pálí oba vstupy naráz. Řešení je víc a každé takového pomocníka potřebuje.
Skutečný neuron je ovšem mnohem bohatší než logické hradlo. Hlasy na něm vyprchávají v čase, synapse se učením zesilují a zeslabují a na jeden motorický neuron v míše se sbíhá asi deset tisíc vstupů. Princip sčítání a prahu ale platí a z něj se skládá spiknutí 86 miliard buněk. Víc je v kapitole Jak se sůl naučila říkat já. Proč je jedna synapse „ano“ a jiná „ne“, ukazuje kapitola Dole v mezeře.
Vidíš chybu, nebo ti tu něco nesedí? Napiš mi →
Kup mi kafeZdroje
- Nicholls J. G. a kol. From Neuron to Brain, 5. vyd. Sinauer, 2012. Kap. 1: excitační a inhibiční vstupy, práh a asi 10 000 vstupů na jeden motorický neuron.
- McCulloch W. S., Pitts W. A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity. Bulletin of Mathematical Biophysics 5, 115–133 (1943).
- Rosenblatt F. The perceptron: a probabilistic model for information storage and organization in the brain. Psychological Review 65, 386–408 (1958).
- Obvody ve hře jsou hračky. Skutečné reflexy a rozhodování mozku zapojují mnohem víc neuronů a jejich vstupy se sčítají v čase i prostoru.