Зависимая от времени пластичность (STDP) - это свойство синапсов, которое изменяет их эффективность на основе временных соотношений между потенциалами действия в пресинаптических и постсинаптических нейронах. Активация пресинаптического нейрона за короткий период до активации постсинаптического нейрона усиливает синапс. Когда пресинаптический нейрон срабатывает после постсинаптического нейрона, синапс угнетается.
Перцептивно мы видим (или слышим, или чувствуем) только последовательность событий. Чтобы вывести из этого причинно-следственную связь, требуется некоторый механизм. Кушнир и Гопник (2005) утверждают , что даже дети делают выводы о причинно-следственных связях , что наводит меня на мысль, что это не просто навык, который приобретается в более позднем возрасте.
Мой вопрос: существуют ли какие-либо прямые или косвенные доказательства, связывающие STDP с причинно-следственными связями ?
Тамар Кушнир и Элисон Гопник (2005) Маленькие дети делают вывод о причинно-следственной силе на основе вероятностей и вмешательств. Психологическая наука, сентябрь 2005 г., том. 16 нет. 9 678-683 (doi: 10.1111/j.1467-9280.2005.01595.x)
Фернандо и др. (2008) предложили нейронный механизм для копирования сетевых топологий из одной области мозга в другую, который основан на пластичности, зависящей от времени спайков (STDP), и утверждают, что механизм нейронного копирования является нейронной реализацией причинного вывода.
Фернандо С., Каришма К.К., Сатмари Э. (2008) Копирование и эволюция топологии нейронов. PLoS One 3(11):e3775. [Бесплатный PDF]
Абстрактный
Мы предлагаем механизм копирования нейронных сетей, который представляет значительный интерес для нейронауки, поскольку он предлагает нейронную основу для причинно-следственной связи, копирования функций и естественного отбора в человеческом мозгу. На сегодняшний день не существует модели копирования топологии нейронов. Мы представляем три все более сложных механизма, чтобы продемонстрировать, как формирование топографической карты в сочетании с пластичностью, зависящей от времени всплеска (STDP), может копировать мотивы топологии нейронов. Точность улучшается за счет исправления ошибок и ограничения реверберации активности. Оператор копирования топологии с высокой точностью используется для развития нейронных топологий. Обсуждаются возможные роли естественного отбора нейронов.
В ходе обсуждения предлагаемая связь между STDP и причинно-следственным выводом рассматривается подробно:
[...] В процессе размышлений о многообещающих механизмах мы обнаружили два неожиданных дополнительных преимущества копирования. Во-первых, механизм нейронного копирования был нейронной реализацией каузального вывода [86]. Способность STDP фиксировать временные отношения, соответствующие причинно-следственной связи, а не только корреляции, была описана несколькими авторами [65], [87], [88], [89]. Однако, насколько нам известно, STDP до сих пор не использовался в алгоритме для явного вывода целых каузальных сетей. В последнее время большое внимание уделяется способности животных, таких как новокаледонские вороны [90], крысы [91], нечеловеческие человекообразные обезьяны [91], дети [92] и взрослые люди [92], решать задачи на причинно-следственные рассуждения, т.е. задачи, в которых хорошая производительность не может быть хорошо объяснена только парным ассоциативным обучением. [...]
[68] Флориан Р.В. (2007)Обучение с подкреплением посредством модуляции зависящей от времени синаптической пластичности. Нейронные вычисления 19: 1468–1502.
[86] Glymour C (2003) Обучение, предсказание и каузальные байесовские сети. Тенденции в когнитивных науках 7: 43–48.
[87] Abbott L, Nelson SB (2000) Синаптическая пластичность: приручение зверя. Приложение Nature Neuroscience 31178–1183.
[88] Bi Gq, Poo Mm (2001) Синаптическая модификация коррелированной активностью: новый взгляд на постулат Хебба. Annu Rev Neurosci 24: 139–166.
[89] Герстнер В., Кистлер В.М. (2002) Математические формулировки обучения по Хеббу. Биол Киберн 87: 404–415.
Сети Нет