350 руб
Журнал «Нейрокомпьютеры: разработка, применение» №2 за 2010 г.
Статья в номере:
Исследование влияния джиттера во входном сигнале на чувствительность к интерауральным временным различиям популяции EI нейронов
Ключевые слова: локализация источника звука интерауральные временные различия система бинаурального слуха нейронная популяция EI нейроны
Авторы:
В.А. Васильков - аспирант, Южный Федеральный университет; мл. научн. сотрудник, НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана Южного Федерального университета. E-mail: vasilkov.va@gmail.com Р.А. Тикиджи-Хамбурьян - к.т.н., ст. научн. сотрудник, НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана Южного Федерального университета. E-mail: rth@nisms.krinc.ru
Аннотация:
Исследован альтернативный биологически инспирированный нейронный механизм детектирования интерауральных временных различий (ИВР). Исследование основывается на модели нейронной сети, имитирующей активность двух симметричных популяций бинауральных EI нейронов слуховой системы при дихотической стимуляции. Рассмотрено поведение сети при наличии джиттера во входном сигнале и показана устойчивость работы исследуемого механизма при существовании рассогласования во времени передачи ипси- и контралатеральных звуковых сигналов, сопоставимых по величине с детектируемой ИВР. Результаты моделирования также иллюстрируют стабильное детектирование ИВР при наличии случайного (нормального) распределения значений весов синапсов для всех нейронов каждой популяции, что свидетельствует о применимости предложенного механизма для реальной нейронной популяции при отсутствии строгой настройки синаптических связей.
Страницы: 65-72
Список источников
  1. Блауэрт Й. Пространственный слух: Пер. с нем. М.: Энергия. 1979. 224 с.
  2. Слуховая система / Под ред. Я.А. Альтмана. Л.: Наука. 1990. 620 с.
  3. Элементы теории биологических анализаторов / Под ред. Н.В. Позина. М.: Наука. 1978. 360 с.
  4. Gerstner W., Kistler W.M. Spiking Neuron Models. Single Neurons, Populations, Plasticity. CambridgeUniversityPress. 2002.
  5. Полевая С.А., Еремин Е.В. Компьютерные технологии для исследования структуры субъективного сенсорного пространства человека // Нижегородский медицинский журнал. 2003. Т.1. С.17-21.
  6. Yin T.C.T. Neural mechanisms of encoding binaural localization cues in the auditory brainstem. In Integrative Functions in the Mammalian Auditory Pathway. D. Oertel, A.N. Popper, R.R. Fay; Eds. Springer-Verlag, Springer Handbook of Auditory Research. 2002. P. 99-159.
  7. Jeffress L. A. A place theory of sound localization // J. Comp. Physiol. Psychol. 1948. V.41. P.35-39.
  8. Joris P.X., Smith P.H., Yin T. Coincidence Detection in the Auditory System: 50 Years after Jeffress // Neuron. 1998. V.21. P.1235-1238.
  9. McAlpine D. Creating a sense of auditory space // J. Physiol. 2005. V.566. P.21-28.
  10. McAlpine D., Grothe B. Sound localization and delay lines - Do mammals fit the model - // Trend. Neurosci. 2003. V.26. P.347-350.
  11. Bergeijk W.A. Physiology and Psychophysics of Binaural Hearing. // J. Int. Audiol. 1964. V. 3. P. 174-185.
  12. Васильков В.А., Тикиджи-Хамбурьян Р.А. Исследование возможных механизмов детектирования коротких временных задержек популяцией E-I нейронов // Нейрокомпьютеры: разработка и применение. 2008. № 5-6. C. 46-53.
  13. Тикиджи-Хамбурьян Р.А., Полевая С.А. Локализация источника звука искусственной нейронной сетью, основанной на модифицированных импульсных нейронах со следовой поляризацией. // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2004. № 11. C. 41-45.
  14. Liu W., Suga N. Binaural and commissural organization of the primary auditory cortex of the mustached bat // J. Comp. Physiol. 1997. P.599-605.
  15. Dodla R., Rinzel J. Enhanced neuronal response induced by fast inhibition. // Phys. Rev. E. 2006. V. 73. № 1. 010903(R).
  16. Hodgkin A.L., Huxley A.F. A quantitative description of ion currents and its applications to conduction and excitation in nerve membranes. // J. Physiol. (Lond.). 1952. V. 117. P. 500-544.
  17. Carnevale N.T., Hines M.L. The NEURON Book. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2006.
  18. Carnevale N.T. and Hines M.L.The NEURON Simulation Environment. [Электронный ресурс]. URL: http://www.neuron.yale.edu/
  19. Тикиджи-Хамбурьян Р.А., Маркин С.Н. Универсальный пакет прикладных программ для имитационного биологически адекватного нейромоделирования // Сб. науч. тр. 9-й Всеросс. научн.-техн. конф. «Нейроинформатика-2007». 2007. Т. 3. С. 24-31.
  20. Izhikevich E.M. Simple Model of Spiking Neurons // IEEE Transactions on Neural Networks. 2003. V. 14. No. 6. P. 1569-1572.
  21. Compte A., Sanchez-Vives M.V., McCormick D.A., Wang X.-J. Cellular and Network Mechanisms of Slow Oscillatory Activity (<1 Hz) and Wave Propagations in a Cortical Network Model // J. Neurophysiol. 2003. P. 2707-2725.
  22. Vasilkov V.A., Ischenko I.A., Tikidji-Hamburyan R.A. A hierarchical neural model sensitive to interaural time differences. // Frontiers in Neuroinformatics. Conference Abstract: 2nd INCF Congress of Neuroinformatics. 2009.