认识生物神经网络

本单元将为您介绍生物神经网络。

人类的大脑拥有1000亿个神经元(即神经细胞),能够完成一些惊人的壮举。每个神经元与1000多个其他神经元相连,大脑中的连接总数约为60万亿!神经元组织成大脑中的联结网络,以惊人的速度相互传递信息。

拓展:巴西科学家Suzana Herculano-Houzel(苏珊娜.埃尔库拉诺.胡泽尔)开发一种新的测试计数方法,得出大脑有860万个亿神经元。

每个神经元由三个主要部分组成:细胞体(也称为体细胞),轴突和树突。神经元使用电化学信号相互交流。换句话说,体内某些被称为离子的化学物质带有电荷,离子通过细胞膜移入和移出神经元,并影响神经元的电荷(后面学到人工神经网络模型,就是模拟神经元结构与原理)。

当神经元处于静止状态时,神经元的细胞体或体相对于神经元的外部带负电,有大约-70毫伏(mV)的负电荷。但当出现刺激时(如踩到脚趾或喊你名字),会使神经元吸收更多的正离子,一旦神经元电荷达到大约-55mV阈值,就会发生称为动作电位事件,并导致神经元被“激活”(后面学到人工神经网络的激活函数,概念映射),动作电位沿着轴突行进,到达轴突末端。

在轴突末端,电信号被转换为化学信号,该信号在神经元之间传播,穿过一个称为突触的小间隙。这些化学物质称为神经递质。神经递质穿过突触并附着在附近神经元树突上的受体上。树突是分支状的投射物,携带从邻近神经元接收的脉冲到体细胞。如图:

神经元的工作原理。

2.神经元信息传输交互动画体验

静态图片看不到交互过程,通过动画交互设计,可以模拟神经元的传达过程,本案例模拟焦虑记忆产生过程与记忆减弱过程。

以下是一个Canvas交互动画,你可以进行点击操作学习神经网络的工作机制。

该模拟交互动画如何操作可以参看: Neurotic Neurons: Design Patterns

拓展:如果上面的交互动画,你还不能理解,请听TedEdu 神经元是如何工作的?