Тема форума: «Нейросимулятор»

Похоже я все таки натупил. Равнозаторможенная схема бессмысленна, и конструктор это правильно показывает в виде колебаний, как бестолковое мерцание активностей. Если рассуждать о плавающих порогах и разных скоростях активации, то получается, такие схемы срабатывают от случайных флуктуаций и по сути - детектируют хаос. А вот если к паре нейронов, связанных равновесными взаимно тормозными связями подцепить дополнительные рецепторы, тогда схема обретает смысл, позволяя контрастировать активность более нагруженного нейрона. Вообщем взаимно-тормозное влияние имеет смысл устанавливать только между эффекторами с неравномерной нагрузкой, иначе получается бред.

Судя по тому, что нарыл, картина вырисовывается следующим образом:

В фотоматрице над каждым пикселом установлен фильтр одной из составляющих RGB, что позволяет снимать с него сигнал составляющей соответствующего уровня. И получая тем самым для каждой составляющей диапазон от 0 до 256 значений. В природной реализации нет возможности снимать уровень активности с отдельного рецептора, природа выкрутилась иначе, создав более сложную систему контрастирования активностей колбочек и антагонистического взаимодействия центральной и периферической областей рецепторного пятна. То есть цвет определяется для области, причем довольно обширной, а не отдельного пиксела как в фотоматрице. Но мы однако можем довольно точно определять мелкие "цветовые переливы" объекта, что хорошо объяснялось бы именно цветовой градацией по одному пикселу, а не пятну. Ответ думаю в том, что итоговая цветная "картинка" возникает не в сетчатке, а последующих отделах мозга, где она складывается из отдельных картинок-снимков, получаемых при циркадных движениях глаз. Кроме того, там же сравниваются и близлежащие области соседних рецепторных полей, которые перекрываются.

Как все уляжется, сделаю более обширное обобщение.

Это как оказалось модель искусственной сетчатки, а не колонки. Правда еще не полная.

Конечно, полезно бывает разобраться с природными механизмами, точнее с тем, как природа выворачивается, чтобы достичь того, что искусственно достигается очень просто. Так можно и заглубиться в любую детализацию природной реализации. Но тут нужно быть внимателеьным с тем, ячтобы не увлечься, посчитав такие нелепые ухищрения принципиальной основой. Нет, важно суметь выделить в самом леле принципиальную основу. Если фотоматрица прекрасно справляется с поппиксельной интерпретацией а объектив не имеет нелепейших искажений, присущих глазу, то и пофиг на дергание глаз, пофиг на слепое пятно и т.п. это - не есть принципиально и без этого можно и нужно обходится в системной модели.

Но обобщение природных механизмов по-любому будет полезным для того, чтобы ясно увидеть, что - лишь вынужденные ухищренияа что - принципиально. Вот такое резюме - самое главное.

Это я уже заметил, что в природной реализации многие ухищрения делаются ввиду скудности и корявости элементной базы. Например то, что сетчатка инвертированный орган, где фотонам приходится пронзать 8 слоев чтобы добраться до рецепторов во многом лишь потому, что только так получается наиболее успешно быстро регенерировать чувствительность палочек/колбочек. Они быстро истощаются и потому должны быть максимально близко расположены к пигментному слою и его кровеносной системе. А вот то, что попиксельная детализация производится в центральной ямке, а не по всей сетчатки - уже принципиально. Так же как и не равномерное распределение палочек/колбочек, с максимальной концентрацией колбочек в ямке и практическим их отсутствием на периферии. Так получается уже на уровне сетчатки разлагать сигналы рецепторов на группы: точная детализация, общий уровень цвета, освещённости. Это позволяет детектировать простейшие сигналы типа потемнело, посветлело, что то там мелькнула - и создавать максимально быстрые (короткие) рефлекторные цепочки реагирования. Если просто снимать попиксельно сигнал с матрицы, пришлось бы создавать алгоритмы распознавания с использованием аппаратных мощностей, что сказалось бы на скорости реагирования.

Сигнал с сетчатки напоминает мне телесигнал, где отдельными частотами передаётся звук и построчная развёртка в том смысле, что это комплекс сигналов, поступающих в разные слои колонок, где происходит итоговая сборка. То есть это не один массив с данными пикселей, а несколько параллельных. И это имхо принципиально. Так же как и то, что если в фотоматрице мы имеем строго программную обработку сигналов с матрицы, то здесь должен быть смешанный вариант - программно-схемотехнический. Где часть вычислений происходит за счёт определённой компоновки и свойств элементов устройства.

Воистину. Можно сказать, что глаз - не просто фотоматрица, а сразу несколько разного назначения сенсорных систем.

Не уверен, что правильно понимаю функциональность электротонической связи нейронов сетчатки. Электрический синапс позволяет максимально быстро активировать небольшие области схожих по функционалу клеток. Это понятно. Но далее сбивает с толку:

Значение электротонического проведения состоит в том, что оно позволяет проводить сигналы, градуированные по силе. Так, для палочек и колбочек величина их гиперполяризации прямо зависит от интенсивности освещенности; сигнал не подчиняется закону «все или ничего», как было бы в случае развития потенциала действия.

Получается такая интересная штука: ганглионарная клетка, передающая активность сетчатки в мозг, связана с несколькими биполярными нейронами и ее активация зависит не только от количества связанных с ней активных биполяров, но и уровня сигнала, поступающего от них на ее электрические синапсы. В итоге она может активироваться несколькими биполярами, а может и одним, если он передаст достаточный по мощности сигнал, если удастся раскочегарить фоторецептор, например торможением соседних. Таким образом достигается повышение чувствительности сетчатки, один из механизмов.

То есть получается это как бы попытка реализации аналоговой передачи уровня сигнала с рецепторов на ганглионарную клетку через биполярные нейроны, хотя и в относительно небольшом диапазоне. Но видимо эта аналоговая реализация существует не в том смысле, как это делается в фотоматрице, когда с цветного пикселя снимается уровень активности, для получения кода цвета по RGB. Здесь это просто возможность активации от переменного кол-во рецепторов.

пока особого смысла не видно, какое-то вырванное из системы наблюдение.

Вот и мне это показалось странным. В других источниках не упоминается про "градуированную по силе" передачу сигнала. Там лишь указывается на то, что слишком тесная упаковка нейронов сетчатки делает более удобным электрический синапс, который к тому же более быстрый и менее проблемный для регенерации. Там и так пришлось выворачивать сетчатку наизнанку, чтобы обеспечить быстрое восстановление рецепторов.

С другой стороны, электрический синапс означает простое перетекание заряда по связям как ток по проводам. Это получается, что все связи по логике ИЛИ и они по сути получаются просто дублирующие. О каких тогда рецепторных полях говорится, если любой из связанных с биполяром нейронов способен его активировать? Я пока сложно представляю, какие вообще схемы можно построить на электрических синапсах кроме как простое распространение затухающего возбуждения. А в сетчатки все клетки связаны такими синапсами, только ганглиозные работают как привычные нейроны. 

Или все таки схемы связей с электрическим синапсом так же могут быть И/ИЛИ, формируясь аналогично химическим синапсам при созревании нейрона. Но тогда получается, что связь действительно получается "переменной", смотря по тому, какой силы заряды протекают по ним. Ведь суммарный заряд плавает и преодолевает порог при разных кол-во подключённых нейронов. А с учётом того, что обычно такие синапсы двустороннего действия, схема получается ещё интереснее. Наверное поэтому пришлось создавать ON/OFF типы связей клеток, чтобы разделить такое перетекание заряда на две группы, как бы воткнув диоды в схему связей. 

Думаю, что углубдясь в особенности реализации ты просто упрешься в ограничение того, что уже познанно отдельными урывками без понятной общей системы взаимодействий и получишь разочарование.

Я и не рассчитывал, что получу ответы на все вопросы. Мне просто было интересно сравнить физиологию сетчатки и фотоматрицы, чтобы потом начать прикидывать, что и в какой степени из ее функционала можно реализовать компоновкой специфических элементов, а что программно. Чисто программно, или чисто физическими компонентами вряд ли в ближайшем будущем можно сделать прототип по аналогии с природной реализацией, но какие то элементы вполне. К тому же точно повторять за природой ее реализацию тоже не имеет смысла, потому как например многие специфические свойства клеток сетчатки проще будет запрограммировать.

Залил обобщение. Теперь стало немного понятнее, что там происходит.

Проанонсировал в новостях.

Собирая аксиоматику по фасеточному зрению насекомых нашел вполне адекватный ресурс. Но что удивило - практически все источники, это учебники советского периода 60-70 годов. На сайте это специально подчеркивают. Сначала это удивило, но роясь в интернете нахожу практически только их перепечатки. Получается, что действительно наиболее адекватная инфа без воды и лабуды, именно в старых советских учебниках. И возникает вопрос: неужели за более чем 40 лет так и не прояснился например вопрос кодирования информации? Впечатление такое, словно заморозили исследования, ударившись в разработку распознавателей на основе сверточных сетей, который по сути грубо имитируют первичную обработку на первых слоях с использованием латерального торможения. Но почему не пытаются создать прототип действительного контрастирования, а не псевдо через фильтры и пляски с бубном - так как это происходит в реальной сетчатке? Точнее, такие работы ведутся, но на порядок более вяло.

Идет распад не только российской науки по многим причинам. В областях, где исследования заходят в тупик и не могут ответить на поставленные цели царит не только застой, а настоящая шиза фантазийных предположений. При этом оторванность от аксиоматики, от фактически полученных данных нарастает потому, что исследователи осознают бесполезность дальнейшего углубленного копания для ставящихся целей в предметной области (а цели вполне прагматичны, финансирование не выделяется на непонятные углубления).

Современная наука - это Грета Тунберг!

Надежда только за теми, кто потянет альтернативный подход, вне закоренелых догм продвигателей данной предметной области.

Все мои попытки образумить академических спецов в лучшем случае вызывают минутный интерес, а потом что-то вроде ленивого зевка. Так что не стоит заниматься таким гиблым делом, им уже никак не поможешь, нужно тянуть свою теорию.

Наука по моему всегда двигалась энтузиастами, не смотря на попытки сделать ее массовой. А то, что становится все труднее найти адекватную инфу - это скорей всего потому, что хорошие ресурсы просто не выдерживают конкуренции с шизо-блогерами. Даже тот, на который я ссылку давал, вынужден постить неразборчивую рекламу и поддерживается парой энтузиастов. Но я все таки надеюсь что это временное явление, просто шизо-волна, когда внезапно открыли шлюзы - вот и хлынула всякая муть. Поставят заглушки, фейк-фильтры и постепенно пена уляжется.