- 大腦的基本計算單位是神經元(neuron)。
- 人類的神經系統中大約有860億個神經元,它們被大約10^14-10^15個突觸(synapses)連接起來。
- 下面圖表的左邊展示了一個生物學的神經元,右邊展示了一個常用的數學模型。
- 每個神經元都從它的樹突獲得輸入信號,然后沿著它唯一的軸突(axon)產生輸出信號。
- 軸突在末端會逐漸分枝,通過突觸和其他神經元的樹突相連。
該模型如何工作
- 在神經元的計算模型中,沿著軸突傳播的信號(比如x0)將基于突觸的突觸強度(比如w0),與其他神經元的樹突進行乘法交互(比如w0x0)。
- 其觀點是,突觸的強度(也就是權重w),是可學習的且可以控制一個神經元對于另一個神經元的影響強度(還可以控制影響方向:使其興奮(正權重)或使其抑制(負權重))
- 在基本模型中,樹突將信號傳遞到細胞體,信號在細胞體中相加。如果最終之和高于某個閾值,那么神經元將會激活,向其軸突輸出一個峰值信號。
- 基于這個速率編碼的觀點,將神經元的激活率建模為激活函數(activation function)f,它表達了軸突上激活信號的頻率。
- 由于歷史原因,激活函數常常選擇使用sigmoid函數σ,該函數輸入實數值(求和后的信號強度),然后將輸入值壓縮到0-1之間。