تفاوت میان نسخه‌های «مدار عصبی»

۴٬۹۵۶ بایت اضافه‌شده ،  ۵ سال پیش
اضافه کردن ترجمه دو بخش زیر مجموعه جلوی مغز به همراه تصویری از شبکه عصبی بینایی کامپیوتر رویای عمیق گوگل
(←‏شبکه‌های عصبی زیستی: دستور زبان اصلاح شد)
برچسب: ویرایش با نرم‌افزار تلفن همراه
(اضافه کردن ترجمه دو بخش زیر مجموعه جلوی مغز به همراه تصویری از شبکه عصبی بینایی کامپیوتر رویای عمیق گوگل)
یادگیری در این سامانه‌ها به صورت تطبیقی صورت می‌گیرد، یعنی با استفاده ازمثال‌ها وزن سیناپس‌ها به گونه‌ای تغییر می‌کند که در صورت دادن ورودی‌های تازه سامانه پاسخ درستی تولید کند.
 
← مجموع اتصالات نورون ها در مغز انسان در حالت مینیمم به بیش از [http://discovermagazine.com/2011/mar/10-numbers-the-nervous-system 100 trillion] می رسد و سرعت سیگنال ها در حدود 256 مایل بر ساعت ( یا 411.992 کیلومتر بر ساعت ) است. نورون ها به طور متوسط با  7,000 Synapse در ارتباط هستند و کل مغز از 10<sup>15</sup> سیناپس تشکیل شده است. نورون ها می توانند بیش از 1000 شاخک dendritic داشته باشند که می توانند با ده ها هزار سلول دیگر در ارتباط باشند. قطر نورون ها بین (0.004 mm) تا (0.1 mm) و طول نورون ها بین حدود چند میلیمتر " کوتاه ترین نورون ها " تا حدود 1 متر یا بیشتر متغیر هست. و در هر ثانیه با توجه به اینکه حداکثر نرخ آتش هر نورون 200Hz ( هرتز به معنی تعداد چرخه ها در یک ثانیه cycle/s  ) هست 10<sup>16</sup> سیگنال الکتریکی در شبکه ی عصبی جریان دارد. [https://www.quora.com/How-many-neurons-in-the-Cerebrum-fire-each-second] به طور کلی در هر ثانیه 20% - 50% نورون ها اتش می کنند و در طول یک دقیقه 90% نورون های مغز اتش می کنند و همچنین نورون هایی هم که اتش می کنند این عمل را چندین بار انجام می دهند.
 
← مغز یک انسان بالغ از نورون ها , glial cells , رگ های خونی تشکیل شده است و تعداد تخمینی و دقیق تر نورون ها در حدود 85±10 billion ( میلیارد ) هست که برابر با تعداد سلول های غیر نورونی مغز هست ( 85±10 billion ) که از مجموع این نورون ها
نقشه ی سه بعدی مغز با توضیحات کار هر یک از بخش ها و عوارض ممکن در اسیب دیدگی هر بخش را می توانید در [http://www.finr.net/files/brain/index.htm لینک 3D brain] دنبال کنید که می تونید متوجه حجم محاسبات با توجه به تعداد نورون های اون بخش شبکه عصبی شوید.
*'''cerebellum _ Hindbrain''' به تنظیم وضعیت و هماهنگی بدن کمک می کند و همه حرکات بدن و واکنش هاش را بررسی و ممکن می کند. ( اسیب دیده گی این بخش می تواند سبب عدم تعادل و لرزش در حرکت و در صورت اسیب دیدگی شدید, عدم حرکت در شخص را به دنبال دارد. )
* [[:en:Cerebrum|'''cerebrum _ Forebrain''']] مرکز شخصیت فرد است و طیف بسیار گسترده تری از وظایف را نسبت به بقیه مناطق مغز برعهده دارد. از این وظایف می شود به تصمیم گیری، انتخاب آهنگ مورد علاقه، تمرکز، برنامه ریزی و سازماندهی، به داشتن حس و شناخت از جهان و رابطه ی خود فرد با جهان "همان خودآگاهی" کمک می کند. cerebrum بیشترین تعداد نورون های حساس به دوپامین را داراست , محل تصمیم گیری برای حرکت هدفمند و گفتار (صحبت کردن), نحوه رفتار, همچنین اطلاعات دردسترس در این بخش مورد سازماندهی قرار می گیرد و باعث می شود فرد قابلیت اولویت بندی و اصلاح کردن خود و اغاز یا کنترل و یا تغییر رفتار را داشته باشد. ( اسیب دیدگی این بخش می تواند شخصیت شخص را تغییر دهد. ان افراد دیگر نمی توانند شبیه خودشان عمل کنند. این افراد توانایی برنامه ریزی خودشان را از دست می دهند و توانایی کنترل رفتار خودشان را نیز ممکن از دست دهند و اسیب دیدگی شدید گاها می تواند شخصیت این افراد را از انها بگیرد و ... )
** Prefrontal Cortex مسئول استدلال کردن , ترسیم تصویر از یک اتفاق , گفتن , راندن وسایلی مانند دوچرخه , مقایسه گذشته و اینده در جهت پیش بینی انچه که ممکن است اتفاق بیفتد , بررسی ایده ها و ادراک در جهت کمک به فرایند تصمیم گیری و سئوچ کردن بین کارها , منحرف کردن افکار فرد از یک عمل قبل از شروع عمل دیگر . همچنین این بخش از مغز نقشی در خود اگاهی self-awareness , تشخیص احساسات , تجربه لذتها , در ذهن خوداگاه کمک به درک سریع بودن یا کند بودن زمان , عمل کردن به عنوان قطب احساسی و فراخوانی احساس غریزی در مورد شناخت درست از غلط . همچنین پردازش احساساتی از قبیل اضطراب و نا امیدی نیز در این بخش مغز صورت می گیرد . ( با توجه به اینکه در جلوی قسمت cerebrum _ Forebrain مغز قرار گرفته به راحتی با ضربات تصادفی یا کمبود اکسیژن در حمله ی قلبی قابل آسیب دیدن است که در صورت اسیب دیدن طیف وسیعی از مشکلات رفتاری از جمله خشونت یا عدم حساسیت , مشکلاتی در شروع وظایفت و متمرکز ماندن در انجام انها , عملگرد های نامناسب غیر ارادی و بستری شدن در مراکز درمانی را به دنبال دارد . علاوه بر این افراد مبتلا به افسردگی دارای فعالیت غیر طبیعی در قشر جلوی مغز هستند و این منطقه ممکن است در [[اختلال وسواس فکری عملی]]<nowiki/>دنیزرگیر باشند.
** [[:en:Dorsolateral_prefrontal_cortex|dorsolateral prefrontal cortex]] یا به اختصار DLPFC در میانه بخش قبل در انسان ها و پستانداران واقع شده است و نسبت به قسمت های دیگر یکی از بخش های تازه تکامل یافته مغز انسان محسوب می شود که تکامل ان تا هنگام بزرگسالی ادامه می یابد . همچنین به orbitofrontal cortex و قسمت های مختلف مغز که شامل بخش [[تالاموس|thalamus]] ,  [[عقده‌های قاعده‌ای|basal ganglia]]  , [[:en:Hypothalamus|hippocampus]] و مناطق اصلی و ثانویه [[نئوکورتکس|neocortex]] هم متصل است . این بخش در کارهای اجرایی دخالت دارد که عملکرد هایی از قبیل مدیریت فرایندهای شناختی [[:en:Cognition|cognitive processes]] که شامل حافظه کاری [[:en:Working_memory|working memory]] , [[:en:Cognitive_flexibility|انعطاف پذیری شناختی]] و برنامه ریزی . همچنین وظایف رفتاری نیز به شدت مرتبط به این بخش به نظر می رسند و انجام وظایفی که نیاز به نگه داری اطلاعات در ذهن یا همان working memory را دارند . DLPFC برای به خاطر اوردن ایتم ها به صورت تکی مورد نیاز نیست بنابراین اسیب دیدگی این بخش سبب اختلال در حافظه شناختی یا [[:en:Dorsolateral_prefrontal_cortex|recognition memory]] نمی شود با این وجود در صورتی که فرد بخواهد دو آیتم را در حافضه با یکدیگر مقایسه کند دخالت بخش DLPFC نیز مورد نیاز خواهد بود . اشخاص با اسیب دیدگی DLPFC قادر نخواهند بود تصویری را که قبلا به انها نشان داده شده است را بین دو تصویری که به انها بعد از مدتی نشان می دهند را تشخیص دهند . بخش DLPFC در هنگام خواب فعال نیست و فقط پردازش زمان بیداری و واقعیت را بر عهده دارد . به همین ترتیب این بخش مکررا همچنین با اختلالات رانندگی , توجه و انگیزه مرتبط دانسته شده . افرادی با اسیب دیدگی جزئی DLPFC عموما احساس بی تفاوتی به محیط اطراف خود دارند و از خودانگیختگی در زبان و رفتار محروم اند همچنین این افراد به فقدان انگیزه برای انجام کاری برای خود و یا دیگران نیز دچار هستند .
* '''brainstem_''' قسمت زرد در تصویر بالا. این بخش هماهنگی فعالیت های خودکار یا رفلکس بدن را در فعالیت هایی که بدون تفکر انجام می گیرند مانند تنفس , تون عضلانی غیر ارادی , فعالیت قسمت های مختلف بدن و وضعیت آنها , کمک به حفظ آگاهی از بدن , ضربان قلب , فشار خون , عطسه , سرفه , بیدارشدن از خواب و . . . را سازماندهی می کند و سازه اون که در بالای نخاج و زیر [[:en:Cerebrum|cerebrum]] و در مرکز مغز قرار داره مانند یک ساختمان هست که از بخش های ( Diencephalon mid-brain , pons , medulla oblongata ) تشکیل شده هست ( اسیب دیدگی این بخش می تواند کشنده باشد , زمانی که عملکرد brainstem از دست می رود وضعیت شخص ممکن هست مرگ مغزی تشخیص داده شود. چون این قسمت از حول مغز دور هست اسیب دیدگی هایی مثل اسیب به سر و گردن , حمله قلبی و یا سکته مغزی , آنسفالیت , سموم مننژیت از جمله مونوکسید کربن (درحدود 60% کربن منوکسید در خون می تواند به مرگ منجر شود. چون جذبش از اکسیژن توسط گلبول های خون بیشتر هست, عامل : تحت تاثیر مستقیم دود خودروها بودن ) , سطح قند خون بالا و یا پایین طولانی مدت در افراد مبتلا به دیابت و سرطان در ساقه مغز که می تواند در نهایت منجر به کما یا مرگ شخص شود )
* '''Temporal Lobe _''' قسمت صورتی پررنگ در تصویر بالا. در این قسمت یک تصویر ذهنی کامل از اون چیزی که می بینیم و می شنویم و احساس می کنیم در ذهن درست می شود . زبان و شنوایی و بویایی در این قسمت مغز مورد پردازش قرار می گیرند. این قسمت از مغز همچنین به تشخیص اشیا , جهت حرکت , چهره های اشنا ( ویژه ) , بخاطر اوردن حقایق جهان و اطلاعات یا دانش عمومی , همراه کردن حافظه و احساسات و همچنین این قسمت نقش مهمی را در گرفتن تصمیمات اخلاقی/احساسی بر عهده داره. لوب Temporal بازیابی معنی کلمات را از حافظه انجام می دهد و سپس کلمات رو با مفاهیم هماهنگ می کند تا شخص بتواند ایدهای خود را بیان کند . همینطور زمانی که بچه ها یاد می گیرند تا بخوانند این بخش مغز کلمات رو با ترجمه اشکال کلمه به صدا ذخیره می کند. بنابراین این بخش می تواند کلمات را تشخیص بدهد. اتصال Temporal-parietal با دیدن ارواح و یا پیش درآمد و تجربه خروج از بدن در ارتباط است ( عوارض در صورت اسیب : عفونت یا بیماری مانند آلزایمر می توانید باعث اسیب لوب Temporal شود که سبب تقلا آنچه که یک فرد می شنود , می بیند و درک می کند می شود . ممکن است حافظه و اشکال کلمات و صداها در افراد اسیب دیده مختل شود ). همچنین فرایند خواب دیدن عموما در حین فعال بودن کل cerebral cortex مغز اتفاق می افتد.
سامانه دیگر '''مدل خطی تطبیقی نورون''' می‌باشد که در سال ۱۹۶۰ توسط ویدرو و هاف (دانشگاه استنفورد) به وجود آمد که اولین شبکه‌های عصبی به کار گرفته شده در مسائل واقعی بودند. Adalaline یک دستگاه الکترونیکی بود که از اجزای ساده‌ای تشکیل شده بود، روشی که برای آموزش استفاده می‌شد با پرسپترون فرق داشت.
 
در سال ۱۹۶۹ میسکی و پاپرت کتابی نوشتند که محدودیت‌های سامانه‌های تک لایه و چند لایه پرسپترون را تشریح کردند. نتیجه این کتاب پیش داوری و قطع [[سرمایه گذاری]] برای تحقیقات در زمینه شبیه سازی شبکه‌های عصبی بود. آنها با طرح اینکه طرح پرسپترون قادر به حل هیچ مساله جالبی نمی‌باشد، تحقیقات در این زمینه را برای مدت چندین سال متوقف کردند.{{multiple image|width=280|image1=Aurelia-aurita-3 (cropped).jpg|alt1=تصویری از عروس دریایی در رویای عمیق گوگل|image2=Aurelia-aurita-3-0009.jpg|footer=تصویری از عروس دریایی در شبکه عصبی convolutional رویای عمیق گوگل ( Deep Dream )}}با وجود اینکه اشتیاق عمومی و سرمایه گذاری‌های موجود به حداقل خود رسیده بود، برخی محققان تحقیقات خود را برای ساخت ماشین‌هایی که توانایی حل مسائلی از قبیل [[تشخیص الگو]] را داشته باشند، ادامه دادند. از جمله گراسبگ که شبکه‌ای تحت عنوان Avalanch را برای تشخیص صحبت پیوسته و کنترل دست ربات مطرح کرد. همچنین او با همکاری کارپنتر شبکه‌های ART را بنانهادند که با مدل‌های طبیعی تفاوت داشت. اندرسون و کوهونن نیز از اشخاصی بودند که تکنیک‌هایی برای یادگیری ایجاد کردند. ورباس در سال ۱۹۷۴ شیوه آموزش پس انتشار (Back Propagation) خطا را ایجاد کرد که یک شبکه پرسپترون چندلایه البته با قوانین نیرومندتر آموزشی بود.
 
با وجود اینکه اشتیاق عمومی و سرمایه گذاری‌های موجود به حداقل خود رسیده بود، برخی محققان تحقیقات خود را برای ساخت ماشین‌هایی که توانایی حل مسائلی از قبیل [[تشخیص الگو]] را داشته باشند، ادامه دادند. از جمله گراسبگ که شبکه‌ای تحت عنوان Avalanch را برای تشخیص صحبت پیوسته و کنترل دست ربات مطرح کرد. همچنین او با همکاری کارپنتر شبکه‌های ART را بنانهادند که با مدل‌های طبیعی تفاوت داشت. اندرسون و کوهونن نیز از اشخاصی بودند که تکنیک‌هایی برای یادگیری ایجاد کردند. ورباس در سال ۱۹۷۴ شیوه آموزش پس انتشار (Back Propagation) خطا را ایجاد کرد که یک شبکه پرسپترون چندلایه البته با قوانین نیرومندتر آموزشی بود.
 
پیشرفت‌هایی که در سال ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ بدست آمد برای جلب توجه به شبکه‌های عصبی بسیار مهم بود. برخی فاکتورها نیز در تشدید این مساله دخالت داشتند، از جمله کتاب‌ها و کنفرانس‌های وسیعی که برای مردم در رشته‌های متنوع ارائه شد. امروز نیز تحولات زیادی در تکنولوژی ANN ایجاد شده‌است.
 
== شبکه‌های عصبی در مقایسه با کامپیوترهای سنتی ==
[[پرونده:C.elegans-brain-network.jpg|thumb|329x329px|شبکه مغز کرم الگانس [[:en:Caenorhabditis_elegans|Caenorhabditis elegans]] _ شبکه نورونی این کرم از [[:de:Datei:C.elegans-brain-network.jpg|302]] نورون و حدود 50007000 اتصال سیناپس تشکیل شده است.
]]
یک شبکه عصبی به طور کلی با یک کامپیوتر سنتی در موارد زیر تفاوت دارد:
== نورون مصنوعی ==
یک نورون مصنوعی سامانه‌ای است با تعداد زیادی ورودی و تنها یک خروجی. نورون دارای دو حالت می‌باشد، حالت آموزش و حالت عملکرد. در حالت آموزش نورون یاد می‌گیرد که در مقابل الگوهای ورودی خاص برانگیخته شود و یا در اصطلاح آتش کند. در حالت عملکرد وقتی یک الگوی ورودی شناسایی شده وارد شود، خروجی متناظر با آن ارائه می‌شود. اگر ورودی جزء ورودی‌های از پیش شناسایی شده نباشد، قوانین آتش برای بر انگیختگی یا عدم آن [[تصمیم گیری]] می‌کند.
 
 
== از نورون‌های انسان تا نورون مصنوعی ==
[[پرونده:Action potential.svg|بندانگشتی|349x349پیکسل|[[پتانسیل عمل|اکشن پتانسیل نورون زیستی]] ː پتانسیل الکتریکی نورون در حالت استراحت در -70 mV قرار دارد. با اعمال محرک بر غشای نورون, پتانسیل غشا به -55 میلی ولت می رسد پس از انکه محرک اعمال می شود پتانسیل غشا به سرعت در نقطه +40 mV  به اوج خود میرسد و با همان سرعت, پتانسیل غشا به -90 mV کاهش و overshoots پیدا می کند و در نهایت دوباره به resting potential ( پتانسیل حالت استراحت ) در -70 mV باز می گردد]]
** [[:en:Perceptron|Perceptron]]
*** [[:en:ADALINE|Adaline model]]
*** [[:en:Convolutional_neural_network|Convolutional neural network CNN]]
**** [[:en:DeepDream|Deep Dream google]]
** [[:en:Modular_neural_network|Modular neural networks]]
*** [[:en:Committee_machine|Committee of machines COM]]
*** [[:en:Autoassociative_memory|Associative neural network ASNN]]
* <span lang="en" dir="ltr">Memory Network</span>
** [[:en:Google_DeepMind|Google / Deep Mind]]
** <span lang="en" dir="ltr">[https://github.com/facebook/MemNN facebook / MemNN]</span>
** [[:en:Holographic_associative_memory|Holographic associative memory]]
۱۲۵

ویرایش