化,即网络具有鲁棒性。大脑神经网络的鲁律性对于智能的演化可能是一个十分 重要的因素 3.2生物神经网络的模型化——人工神经网络 前一节对生物神经元及生物神经网络的结构和功能做了简要介绍。人类研究 自身大脑的目的主要有两点:一是揭示大脑神经系统的生理特征和思维活动的机 能造福于人类;二是通过对大脑神经网络系统的结构、功能及信息处理机理的探 索,构造出与大脑智能相近的人工神经网络,并反过来用于工程或其他领域。然 而要达到后一个目的,最有效的途径是首先建立生物神经元和神经网络的数学模 型。本节主要讨论这个问题。应该指出,这里所指数学模型及其所构造的人工神 经网络,并不是人脑神经系统的真实描写,而只是对其结构和功能进行了大大简 化之后保留其主要特性的某种抽象与模拟。 ●神经网络直观理解神经网络是一个并行和分布式的信息处理网络结构,它 般由许多个神经元组成,每个神经元只有一个输出,它可以连接到很多其他的神 经元,每个神经元输入有多个连接通道,每个连接通道对应于一个连接权系数。 3.2.1人工神经元模型 为了建立人工神经元模型,这里归纳一下生物神经元传递信息的过程。生物 神经元是一个多输入(即它的多个树突和细胞体与其他多个神经元铀突末梢突触 连接)、单输出单元(每个神经元只有一个轴突作为输出通道)。沿神经元轴突传递 的信号是脉冲,当脉冲到达轴突末梢突触前膜时,突触前膜即向突触间隙释放神 经传递化学物质,其结果是在突触后(在接受其信息的神经元的树突或细胞体上) 产生突触后电位。突触后电位的大小与轴突传递脉冲的密度有关(此处脉冲密度 的含义是单位时间内传递脉冲的平均数),对于兴奋性突触,密度愈大,则电位 愈高,它就是突触后电位的时间总和效应。各输入通道均通过突触后电位对细胞 体产生的影响,这就是突触后电位的空间总和效应。细胞体的激励电位是输,入 端时间、空间总和效应综合作用的结果。当此电位超过细胞的阈值电位时,在轴 突的初段发放脉冲,脉冲即沿轴突输出。从输入、输出关系看,对于兴奋性突触, 当输入脉冲的密度增加时,输出脉冲的密度也增加。相反,对于抑制性突触,当6 化，即网络具有鲁棒性。大脑神经网络的鲁律性对于智能的演化可能是一个十分 重要的因素。 3．2 生物神经网络的模型化——人工神经网络 前一节对生物神经元及生物神经网络的结构和功能做了简要介绍。人类研究 自身大脑的目的主要有两点：一是揭示大脑神经系统的生理特征和思维活动的机 能造福于人类；二是通过对大脑神经网络系统的结构、功能及信息处理机理的探 索，构造出与大脑智能相近的人工神经网络，并反过来用于工程或其他领域。然 而要达到后一个目的，最有效的途径是首先建立生物神经元和神经网络的数学模 型。本节主要讨论这个问题。应该指出，这里所指数学模型及其所构造的人工神 经网络，并不是人脑神经系统的真实描写，而只是对其结构和功能进行了大大简 化之后保留其主要特性的某种抽象与模拟。 ⚫ 神经网络直观理解神经网络是一个并行和分布式的信息处理网络结构，它一 般由许多个神经元组成，每个神经元只有一个输出，它可以连接到很多其他的神 经元，每个神经元输入有多个连接通道，每个连接通道对应于一个连接权系数。 3．2．1 人工神经元模型 为了建立人工神经元模型，这里归纳一下生物神经元传递信息的过程。生物 神经元是一个多输入(即它的多个树突和细胞体与其他多个神经元铀突末梢突触 连接)、单输出单元(每个神经元只有一个轴突作为输出通道)。沿神经元轴突传递 的信号是脉冲，当脉冲到达轴突末梢突触前膜时，突触前膜即向突触间隙释放神 经传递化学物质，其结果是在突触后(在接受其信息的神经元的树突或细胞体上) 产生突触后电位。突触后电位的大小与轴突传递脉冲的密度有关(此处脉冲密度 的含义是单位时间内传递脉冲的平均数)，对于兴奋性突触，密度愈大，则电位 愈高，它就是突触后电位的时间总和效应。各输入通道均通过突触后电位对细胞 体产生的影响，这就是突触后电位的空间总和效应。细胞体的激励电位是输，入 端时间、空间总和效应综合作用的结果。当此电位超过细胞的阈值电位时，在轴 突的初段发放脉冲，脉冲即沿轴突输出。从输入、输出关系看，对于兴奋性突触， 当输入脉冲的密度增加时，输出脉冲的密度也增加。相反，对于抑制性突触，当