Рецептивное поле (RF) нейрона-это термин, применяемый к пространству, в котором присутствие стимула изменяет реакцию того же нейрона. Реакции зрительных нейронов, как и явления зрительного восприятия в целом, являются сильно нелинейными функциями зрительного ввода (в математике нелинейные системы представляют собой явления, поведение которых не может быть выражено как сумма поведений его дескрипторов).
И наоборот, модели зрения, используемые в науке, основаны на понятии линейного рецептивного поля; в искусственном интеллекте и машинном обучении, поскольку искусственные нейронные сети основаны на классических моделях зрения, также используются линейные рецептивные поля. "Моделирование зрения на основе линейного рецептивного поля создает несколько внутренних проблем: оно изменяется с каждым входным сигналом, предполагает набор базовых функций для зрительной системы и противоречит последним исследованиям по дендритным вычислениям", - утверждает Марсело Бертальмио, первый автор исследования, недавно опубликованного в журнале Scientific Reports.
В статье предлагается моделировать рецептивное поле нелинейным образом, вводя понятие внутренне нелинейного рецептивного поля или INRF
В работе предлагается моделировать рецептивное поле нелинейным способом, вводя исконно нелинейное рецептивное поле или INRF. Исследование, проведенное Марсело Бертальмио, Алексом Гомес-Вильей, Адрианом Мартином, Хавьером Васкес-Коралем и Дэвидом Кейном, исследователями из Департамента информационных и коммуникационных технологий UPF (DTIC), совместно с Хесусом мало, исследователем из Университета Валенсии.
Подход с широкими последствиями
INRF, помимо того, что он более физиологически правдоподобен и воплощает принцип эффективного представления, имеет ключевое свойство широкого диапазона последствий: для нескольких явлений науки о зрении, где линейный RF должен изменяться с входным сигналом, чтобы предсказать ответы, в то время как линейный RF изменяется для каждого стимула, INRF может оставаться постоянным при различных стимулах.
Бертальмио добавляет: "Мы также доказали, что искусственные нейронные сети с модулями INRF вместо линейных фильтров обладают значительно улучшенной производительностью и лучше имитируют базовое человеческое восприятие."Это исследование подчеркивает внутренне нелинейную природу рецептивных полей в зрении и предлагает сдвиг парадигмы как для науки о зрении, так и для искусственного интеллекта.
