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PNAS | 理解单个神经元在深度神经网络中的作用

1 介绍 随着越来越复杂的神经网络框架的出现,许多人开始思考神经网络中每个神经元本身的作用究竟是什么?...(2)这些概念神经元匹配哪些类型的概念,它们有什么功能? 当神经网络包括一个关于树的激活神经元时,研究者们希望了解它们的关联是虚假的还是具有逻辑的,这可以揭示网络如何对更高级别的树概念进行建模。...估计单个神经元重要性的一种方法是研究删除该神经元对整体平均网络精度的影响。 为更细致地了解网络中每个神经元的逻辑作用,作者评估在移除单个神经元时,神经网络对每个单独场景进行分类的能力的影响。...3 总结展望 为了更好地理解网络是如何工作的,作者提出了一种分析单个神经元的方法。在分类其中,神经元揭示了网络如何将特定场景类别的识别分解为对每个场景类别都很重要的特定视觉概念。...作者得出的结论是,对单个神经元的系统分析可以洞察深层网络的黑盒子内部。通过观察和操作深层网络的神经元,就有可能理解网络所学习的知识的结构,并建立有助于人类与这些强大模型交互的系统。

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Neuron | 使用深度人工神经网络模拟单个皮质神经元

作者使用机器学习方法,表明皮质锥体神经元的I/O特性可以在毫秒级的分辨率下,由一个5到8层的时间卷积神经网络来近似描述。DNN的深度源于NMDA受体和树突形态之间的相互作用。...为此,作者训练DNN模拟L5皮质锥体神经元模型的I/O行为。作者得到了一个计算效率很高的DNN模型,该模型能够准确地预测该神经元在毫秒级时间分辨率下的输出。...作者通过按照计划改变DNN的大小,能够描述单个生物神经元的功能复杂度,确定这种复杂度的基于离子通道和基于形态的来源,并研究由此产生的DNN对训练集分布之外的突触输入的泛化性。...3.4 对单一树突分支的DNN分析为NMDA电导对神经元计算复杂度的贡献提供了新的见解 图5中的结果阐明了作者方法的可解释性。...在本研究中,作者使用该工具以毫秒级的时间分辨率研究单个复杂非线性神经元的I/O映射。

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    谷歌大脑深度学习从入门到精通视频课程:前馈神经网络——单个神经元

    AI100 已经引入 Hugo Larochelle 教授的深度学习课程,会每天在公众号中推送一到两节课,并且对视频中的 PPT 进行讲解。课后,我们会设计一系列的问题来巩固课程中的知识。...本节课是 Hugo Larochelle 教授深度学习的第三节课。 课程主要内容 回顾上一节课的内容。(P2) 讨论单个神经元是否可以做二分类问题。(P3-P5) ? PPT 解释如下: P1....回顾上一节课的内容,主要讲解了激活函数的二维可视图。 ? P3. 讨论神经元是否可以做二分类。 ? P4. 单个神经元可以解决线性二分类问题。 ? P5. 单个神经元解决不了XOR问题。 ?...课程作业 神经网络可以解决XOR问题吗?...目前 Hugo Larochelle 教授是 Google Brain 的研究科学家。他在 Youtube 上面的神经网络课程视频讲的深入浅出,非常适合从零开始学习。

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    Google AI提新型神经网络,对神经元进行高精度自动重建

    Jeff Dean 随后也在 Twitter 上转发评价称,“使用人工神经网络重建真实神经元的连接性研究真的很酷。”...这个过程需要以纳米分辨率(通常使用电子显微镜)对脑组织进行 3D 成像,然后分析所得到的图像数据,以追踪大脑的神经轴突,并识别单个突触连接。...2015 年,他们开始尝试基于递归神经网络的替代方法,将这两个步骤统一起来。该算法在特定的像素位置播种,然后使用循环卷积神经网络不断地“填充”一个区域,该网络会预测哪些像素是与该特定像素属于同一部分。...红线表示“合并率”,“合并率”指两个单独的神经轴突被错误地追踪为单个对象的频率; 非常低的合并率对于实现手动识别和纠正重建中的剩余错误很重要。...算法在追踪斑胸草雀大脑中的单个神经轴突 他们使用新的泛洪填充网络方法对斑胸草雀大脑的一小部分神经元进行分割,视频如下: 重建一部分斑胸草雀的大脑。

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    单个神经元不可靠!这项新研究推翻以往认知,感知的最大限制在于解码过程

    这项研究通过在小鼠身上做实验,先展示了神经元“不靠谱”的一面: 单个神经元两次对相同视觉刺激的反应,竟然是不一样的。 ? 对于神经元的“不靠谱”性,此前的解释一直集中在噪音这个点。...AI工程师@AIexLaurence表示,就像AI一样,单个神经元(或者节点)并不表示特定的概念,是由神经网络中特定的激活模式决定的。 ?...对,就是中学生物里构成神经网络的那个长长的细胞。 ? 可能不少AI领域的同学还不知道,在神经科学领域,神经元和AI界的拥有不确定性的神经网络一样,都是不靠谱的存在。...也就是说,神经编码过程是试图建立从刺激到反应的映射,着眼于理解神经元如何对不同的刺激作出反应,建立模型来预测神经元对特定刺激的反应。...这是一个部分的随机颜色: ? 然后,使用线性回归找到每个神经元的权重,将它们的活动组合成“超级神经元”,对它们的判断进行平均。 ? 这些超级神经元比单个神经元的噪声要小很多。

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    纯小白都能看懂的《单个神经元》、《随机梯度下降》、《逻辑与》

    摘要 网上各种制造焦虑的软广《一文搞懂 / 学会 xxxx》 看的头大,但是这个专栏真的当的起一文搞懂神经网络 看完之后,就有种顿悟的感觉,我悟了 是我看过的把神经元讲的最清楚(没有之一) 虽然把链接放在文章开头会影响阅读...更直观的讲就是神经元得是像图中的这条直线一样,将四个点划分成两类。...在直线左下是分类为0,直线右上分裂为1. image.png 约定俗成 image.png 单个神经元 学计算机一个很重要的思维就是:任何一个系统都是由输入、输出、和处理组成。...什么叫神经元呢? 神经元在数学意义上就是一条直线(的函数表达式) 由输入、输出、和处理组成 有的地方说的感知机也是指的神经元 ? 随机梯度下降 image.png ?...outputs.append([input[0], input[1], linear_combination, output, is_correct_string]) # 6、计算预测错误的个数

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    详解神经网络中的神经元和激活函数

    所谓神经网络就是由很多个神经元组成的集合,我们可以认为一个神经元用于绘制一段分割线,复杂的数据分布需要很多条形状各异的线条才能组成合理的分界线,数据分布的情况越复杂,我们就需要越多个神经元来进行运算。...深度学习的神经网络借助了生物学对脑神经系统的研究成果。...sigmoid函数的代数式子如下: 其中的字母e表示欧拉常数,它的值约为2.71828。以后面对更复杂的问题时,我们还得使用更复杂的模拟函数,所有这些模拟神经元对电信号进行反应的函数统称为激活函数。...一个神经元会同时接收多个电信号,把这些电信号统一起来,用激活函数处理后再输出新的电信号,如下图: 神经网络算法中设计的神经元会同时接收多个输入参数,它把这些参数加总求和,然后代入用激活函数,产生的结果就是神经元输出的电信号...神经元不是各自为战,而是连成一个网络,并对电信号的处理形成一种链式反应: 前一个神经元接收输入信号,处理后会把输出信号分别传送给下一层的多个神经元。

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    深度学习的前身,神经网络与神经元的概念

    而要了解深度学习,就必须首先了解“深度学习”的前身,神经网络与神经元的概念。 一、神经元的构成 神经元可以说是深度学习中最基本的单位元素,几乎所有深度学习的网络都是由神经元通过不同的方式组合起来。...,最终是要找到一个符合要求的Loss与w,b之间的映射关系 以上单个神经元中“线性模型”的运算流程,本质和机器学习中的“线性回归”过程是没有区别的 2.激励函数 (1)激励函数的作用 激励函数位于一个神经元线性模型之后...2.神经网络工作流程 初步的理解,神经元就是通过图中首尾相连的方式进行连接并实现数据传递,上一个神经元的输出,会成为下一层神经元的输入。...神经网络的厉害之处就在于,我们可以调节神经网络的层数,网络的拓扑结构以及神经元的参数,去改变对一个输入向量x的不同数学维度上的处理方式,进而达成不同的训练目的。...(其实DNN,但从结构上来说,可以简单理解为层数的增加,进而带来对特征的提取和抽象能力的增强) 当然,随着网络层数的增加,拓扑结构的复杂,随之而来也会带来整个神经网络的副作用和难题,比如容易陷入局部最优解

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    单个神经元不可靠!这项新研究推翻以往认知,感知的最大限制在于解码过程

    这项研究通过在小鼠身上做实验,先展示了神经元“不靠谱”的一面: 单个神经元两次对相同视觉刺激的反应,竟然是不一样的。 ? 对于神经元的“不靠谱”性,此前的解释一直集中在噪音这个点。...AI工程师@AIexLaurence表示,就像AI一样,单个神经元(或者节点)并不表示特定的概念,是由神经网络中特定的激活模式决定的。 ?...对,就是中学生物里构成神经网络的那个长长的细胞。 ? 可能不少AI领域的同学还不知道,在神经科学领域,神经元和AI界的拥有不确定性的神经网络一样,都是不靠谱的存在。...也就是说,神经编码过程是试图建立从刺激到反应的映射,着眼于理解神经元如何对不同的刺激作出反应,建立模型来预测神经元对特定刺激的反应。...这是一个部分的随机颜色: ? 然后,使用线性回归找到每个神经元的权重,将它们的活动组合成“超级神经元”,对它们的判断进行平均。 ? 这些超级神经元比单个神经元的噪声要小很多。

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    神经网络中的神经元和激活函数介绍

    文章目录 1、什么是人工神经网络 2、什么是神经元 3、什么是激活函数 线性激活函数 Sigmoid激活函数 双曲正切激活函数 修正线性单元(ReLU)激活函数 Leaky ReLU激活函数 Softmax...激活函数 1、什么是人工神经网络 神经网络能够利用多层神经元学习复杂的模式,这些神经元会对数据进行数学变换。...输入层和输出层之间的层被称为“隐藏层”。 神经网络具有一种独特的能力,可以学习并识别数据中的复杂特征关系,而这些关系可能对于其他传统的算法来说难以直接发现和建模。...它们是完全连接的,即一层中的每个节点都通过权重与下一层中的每个节点相连。 深度学习这一术语用于指代由许多隐藏层构建的机器学习模型:深度神经网络。...如果第一个变量的变化对应于第二个变量的恒定变化,那么这种关系就是线性的。 非线性关系意味着第一个变量的变化并不一定对应于第二个变量的恒定变化。 然而,它们可能会相互影响,但看起来是不可预测的。

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    对BEX价格的定量预测

    本文根据BEX白皮书明确的规则,估算BEX两年后(2019年7月)价格。预测分为两步,先估算1亿元的日交易额对应的BEX币的价值,再估算BEX平台的交易量,两者相乘计算出BEX的价格。...这个比例是通过静态数据计算出来的,但现实是反复博弈的动态的过程。 如果BEX每年通缩3%,如此高的通缩必然会有大量资本热捧和追逐,造成币价上升。...通缩率从3%降为1%,相同的分红只能买入并销毁1/3数量的币,因此币价上升为原来的3倍,4.5元。 第二步:两年后的平台交易额估算 4.5元为日交易额1亿元对应的币价。...因此,这个币价的预测只能是一个非常粗糙的预测,实际币价的变化会严重依赖于业务开拓情况。同时,估算是对价值的估算,现实中市场价格会受情绪和环境因素影响,价格会有极大的波动。...--------------------------- 纯个人观点,只为探寻区块链世界的逻辑和真相,欢迎有理有据的拍砖,拒绝无依据支撑的观点和情绪的排泄。

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    这种有序神经元,像你熟知的循环神经网络吗?

    由于人工神经网络的灵感来源于生物神经系统的信息处理及通讯模式,上述可能性让更多人对使用人工神经网络研究语言的潜在结构产生了兴趣。...这些分析器生成的树结构被用来指导单词语义到句子语义的组合(Socher 等,2013;Bowman 等,2015),甚至在给定先前单词的情况下帮助预测下一个单词(Wu 等,2017)。...本文介绍了一种面向循环神经网络的新型归纳偏置:有序神经元。这种归纳偏置增强了神经元之间的依赖性,这种依赖性反映了每个神经元内所存储信息的生命周期。...表 1:宾州树库语言建模任务中验证集和测试集上的单个模型困惑。标注「tied」的模型在嵌入和 softmax 权重上使用权重绑定。...「Long-term dependency」表示目标词对之间存在一个不相关的短语或从句,而「short-term dependency」意味着没有这猴子那个分散注意力的情况。 ?

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    【Nature 通信】研究发现观察学习的单个神经元计算机制(视频+论文)

    但是,科学家并不知道,当人在单纯学习时与通过观看其他人进行学习时,这些脑区的单个神经元表现有何不同。 Michael Hill 和他的同事分析了十名癫痫患者在玩纸牌游戏时大脑中单个神经元的录像。...研究发现,杏仁核和左喙内侧前额叶皮层的神经元无论玩家预测如何,都以同样的方式发生响应。然而,延髓前扣带皮层的神经元会在参与者自己的预测与虚拟玩家所得结果不同时,产生不同的表现。...对人类来说,相关的结果有助于自闭症等精神疾病患者的临床医疗。Apps 如今正和几位同事一起,研究由于延髓前扣带皮层神经元的缺失引起的无法预测错误是否对自闭症倾向有关。...Boorman、Itzhak Fried 摘要 研究发现,当从直接经验中学习时,灵长类动物大脑的神经元会编码一个教学信号——奖励预测误差(PE):对一个事件的预期回报以及实际回报之间的差别,PE也被用于人工智能算法...我们的研究结果表明,人类通过观察他人进行学习,至少部分是通过rACC单个神经元对观测到的PE进行编码发生的。

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    对AI未来的三大预测

    这一前景如此清晰地凸显了为通用 AI 的未来做正确抉择的重要性,特别是与数据相关的部分——这无疑是这项技术的核心。 那么,通用 AI 的未来会是什么样的呢?...其中很大一部分将是对多个数据源和类型进行秒级整合、汇总和提供上下文。为了发挥最佳效果,通用 AI 将需要获取新鲜、整合后的用于特定应用场景的数据和上下文,而所有这一切都需要在毫秒级的实时快照中完成。...让我们更深入地探讨一下我对 AI 未来的三大预测。 1. LLM 合体 LLM 或大型语言模型是“可以使用非常大的数据集识别、总结、翻译、预测和生成内容的深度学习算法”。LLM 是通用 AI 的支柱。...例如,有传言 GPT4 不仅是一个巨大的模型,而是一个由 10 多个不同的模型组成的集合,每个模型具有 1000 亿个参数,全部缝合在一起。因此,企业将必须拥有 LLM 或基础模型的组合来利用。...新的应用程序、基础和业务模型以及支持技术正在快速出现。SingleStore 一直处于这场通用 AI 革命的前沿,其内置的向量和多模型功能可用于驱动快速的实时 AI 应用程序。

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    预测细胞形态对干扰的响应

    多任务鉴别器并不尝试对不同干扰之间的图像进行分类,而是根据干扰类别预测图像是真实图像还是生成图像。这种方法使得在不同干扰下的表型响应相似且难以分类时更加适用。...作者数据预处理为围绕单个细胞裁剪的图像,共得到了约97,000个图像块。...IMPA对Cytochalasin B的预测结果显示在肌动蛋白通道中相对于源控制图像,其产生了均匀性和延伸的丧失。...IMPA能够对未见过的药物进行外推预测 图 2 对于药物筛选来说,一个长期存在的挑战是选择化学库,以覆盖化学空间的不同区域,对应不同的作用方式。...IMPA预测基因干扰的表型响应 图 3 为了评估IMPA的泛化能力,并测试其在更微弱形态学效应的复杂情况下处理的能力,作者对使用U2OS细胞的两个基因敲除数据集进行了实验。

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    Science重磅:史上首次!MIT研究用AI控制动物大脑活动

    他们利用目前最好的大脑视觉神经网络模型,设计了一种新方法来精确地控制单个神经元和位于网络中间的神经元群。...神经网络模型设计了这些图像,它们能够刺激单个神经元的活动 然后,他们分析了这些图像在猕猴视觉皮层产生预期效果的有效性。结果显示,这些操作有很强的效果,并对神经元群产生了相当大的选择性影响。...然后,研究人员开始研究他们是否能利用这些预测来控制视觉皮层中单个神经元的活动。...这项的工作使这种“闭环”方法重现生机,同时进行模型预测和神经测量,这对成功构建和测试最接近大脑的模型至关重要。 研究人员还表示,他们可以利用该模型来预测V4区域的神经元对合成图像的反应。...这可能是迄今为止,对使用人工神经网络来理解真实神经网络的最强有力的验证。”

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    独家 | 一文读懂神经网络(附解读&案例)

    ,本文力求向更广泛的受众群体详细、深入的介绍神经网络,使对神经网络的工作几乎一无所知,或相对熟悉但可能还没有完全掌握的读者都能从中获益。...Logistic回归通过logistic函数来对P(y=1)建模: ? 这样,模型就能用S型曲线预测P(y=1),这也是logistic函数的基本形状。...在我们的心脏数据中,随机权重很可能表现得很糟糕,模型会因此给出错误的答案。 然后我们通过惩罚表现不佳的网络来“训练”网络 ? ? 然而,仅仅告诉计算机它的性能是好是坏并没有什么帮助。...首先,我想让大家理解为什么神经网络被称为神经网络。你可能听说过,这是因为它们模仿神经元的结构,即大脑中的细胞。神经元的结构看起来比神经网络复杂得多,但功能相似。 ? ?...单个logistic回归如下: ? 当我们连接这两个网络时,由于自由度的增加,我们获得的网络具有更大的灵活性。 ?

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    一文读懂神经网络(附解读&案例)

    ,本文力求向更广泛的受众群体详细、深入的介绍神经网络,使对神经网络的工作几乎一无所知,或相对熟悉但可能还没有完全掌握的读者都能从中获益。...Logistic回归通过logistic函数来对P(y=1)建模: ? 这样,模型就能用S型曲线预测P(y=1),这也是logistic函数的基本形状。...在我们的心脏数据中,随机权重很可能表现得很糟糕,模型会因此给出错误的答案。 然后我们通过惩罚表现不佳的网络来“训练”网络 ? ? 然而,仅仅告诉计算机它的性能是好是坏并没有什么帮助。...首先,我想让大家理解为什么神经网络被称为神经网络。你可能听说过,这是因为它们模仿神经元的结构,即大脑中的细胞。神经元的结构看起来比神经网络复杂得多,但功能相似。 ? ?...单个logistic回归如下: ? 当我们连接这两个网络时,由于自由度的增加,我们获得的网络具有更大的灵活性。 ?

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