Дональд Хебб утверждает это следующим образом:
«Давайте предположим, что постоянство или повторение реверберационной активности (или «следа») имеет тенденцию вызывать длительные клеточные изменения, которые повышают ее стабильность… Когда аксон клетки А находится достаточно близко, чтобы возбудить клетку В, и неоднократно или постоянно принимает участие в ее возбуждении, в одной или обеих клетках происходит некоторый процесс роста или метаболические изменения, так что эффективность А как одной из клеток, запускающих В, увеличивается». Или мы можем сделать короткий вывод: «Нейроны, которые возбуждаются вместе, соединяются вместе».
Насколько я понимаю, это означает, что уже существующие синапсы между нейронами становятся сильнее.
Строго говоря, правило Хебба применимо только к существующим синапсам, а не к образованию новых синапсов. (Этот ответ относится к биологическим нейронам, а не к ИНС).
Формирование синапсов является предметом активных исследований. Во время развития (и фактически непрерывно даже во взрослом возрасте) создается и разрушается множество синапсов. Небезосновательно подозревать, что подобная форма правила используется для решения, какие синапсы удалить, а какие оставить.
Синаптические связи между нейронами проявляют большую специфичность — например, в проекции от сетчатки до зрительного нерва синаптические связи устанавливаются только с нейронами-мишенями в соответствующем ретинотопическом месте. Это происходит потому, что растущие аксоны следуют молекулярным градиентам.
Внутри коркового столба, по-видимому, активно изыскиваются некоторые возможные пути соединения - например, аксо-аксональные клетки специфически соединяются с начальными сегментами аксонов нейронов-мишеней. Нейроны, безусловно, имеют мембранные молекулы, которые можно использовать для идентификации классов клеток-мишеней.
Таким образом, вероятно, существует ряд правил, используемых для определения момента создания нового синапса. Однако мне неизвестен механизм, с помощью которого пресинаптический нейрон может определить, как возбуждается предполагаемый постсинаптический партер, когда синапса уже нет. Таким образом, кажется вероятным, что для формирования новых синапсов с разумными постсинаптическими партнерами задействована какая-то форма случайного процесса, после чего может быть применено какое-то правило, зависящее от активности (например, правило Хебба).
Вероятно, это зависит от того, на какой стадии развития находятся нейроны и в какой области мозга. Если ветвление еще не происходит, то, вероятно, нет. Обучение по Хеббу обычно считается концепцией укрепления нейронных связей (формирование большего количества синапсов и рост дендритных шипиков), а не начального формирования, особенно в искусственных нейронных сетях, где нейронам уже присвоен ненулевой вес, и это просто вопрос о сильных и слабых связях.
Ответ Кигана хорош, я проголосовал за него. Я хочу предложить достойную альтернативу.
Психология может индуцировать избыточные пути, которые вызывают примерно одновременную активацию нейронов вблизи или в совершенно разных частях мозга.
Эмоционально интенсивные воспоминания могут вызывать эмоции, в основном галлюцинации события, запахи и воспоминания, основанные на прикосновениях. Пути работают в обратном порядке, а фактический сенсорный ввод запускает память. Чем чаще вы погружаетесь в свои другие воспоминания, тем сильнее становятся ваши способности вспоминать эти события, они могут быть очень порочными или приятными.
Сам Хебб ( Hebb 2002 ) на самом деле считал, что наиболее вероятными вариантами являются как образование новых, так и расширение ранее существовавших синаптических контактов (то, что он называл «синаптическими выступами» ). Однако он не исключал роли метаболических процессов, таких как изменение внутренних свойств возбуждения нейрона, которое могло привести к увеличению синхронности или изменению порога возбуждения, или ограниченную роль микроскопической подвижности ( «нейробиотаксис» ). Из его языка неясно, имел ли он представление о пре- и постсинаптических элементах. Действительно, доказательства существования синапса с помощью электронной микроскопии были представлены примерно через десять лет после публикации его книги.
Довольно просто, как усиление ранее существовавших синаптических контактов может способствовать предложенной модели. Однако можно также представить, что постсинаптический элемент, чаще всего дендритные шипики в неокортексе, мог активно достигать уже активного пресинаптического бутона. Даже если шипики формируются совершенно независимо от пресинаптической активности, все же разумно думать, что только те, которые находят активного пресинаптического партнера, стабилизируются путем образования синапса. Смотрите мой ответ здесь для более подробной информации по этому вопросу.
За исключением временного совпадения, которое явно постулируется в известном постулате, Хебб также предсказал, что пространственная близость двух нейронных отростков может привести к формированию или усилению синаптических контактов. Гипотеза пространственной синаптической кластеризации , как мы можем ее назвать, активно исследуется с помощью современных методологических инструментов ( Харви и Свобода, 2007 ) и считается важной для обучения ( Фу и др., 2012 ).
использованная литература
Хебб, Д.О. (2002). Организация поведения. Рутледж . https://doi.org/10.4324/9781410612403
Харви, К.Д., и Свобода, К. (2007). Локально-динамические правила синаптического обучения в дендритах пирамидных нейронов. Природа , 450 (7173), 1195–1200. https://doi.org/10.1038/nature06416
Фу, М., Ю, С., Лу, Дж., и Цзо, Ю. (2012). Повторяющееся моторное обучение вызывает скоординированное образование сгруппированных дендритных шипиков in vivo. Природа , 483 (7387), 92–95. https://doi.org/10.1038/nature10844
вкехаяс