Struttura di un neurone Corpo cellulare (soma) Dendriti Assone
Il potenziale d’azione Soglia Forma stereotipata Tempo refrattario assoluto Tempo refrattario relativo
Struttura della cellula
Modello di membrana
Il modello di Hodgking Huxley
Come comunicano i neuroni? I neuroni comunicano attraverso sinapsi, eccitatorie e inibitorie
A cosa serve il potenziale d’azione? La depolarizzazione della cellula si attenuerebbe lungo l’assone dopo pochi millimetri Il potenziale d’azione innesca un processo di rigenerazione del segnale
Fibre mieliniche La rigenerazione del segnale avviene soltanto nei nodi di Ranvier La velocità di propagazione è molto alta
Modello “integra e spara” Poiché il potenziale d’azione ha una forma stereotipata, viene simulato il solo comportamento sotto-soglia
Dal modello “integra e spara” al modello alla “frequenza media”
Modello “firing rate” Se i neuroni hanno attività scorrelata è possibile sostituire agli spike la loro frequenza media Caratteristica statica (sigmoide) Caratteristica dinamica
Caratteristiche di una rete neurale (Rumelhart “The Architecture of the Mind”, 1989) a set of processing units; a state of activation defined over the processing units; an output function for each unit that maps its state of activation into an output; a pattern of connectivity among units; an activation rule for combining the inputs impinging on a unit with its current state to produce a new level of activation for the unit; a learning rule whereby patterns of connectivity are modified by experience; and an environment within which each system must operate
Classificazione delle memorie Memoria: ogni cambiamento del comportamento indotto dall’esperienza
Il connessionismo e la regola di Hebb “When two active brain processes have been active together in immediate succession, one of them, on recurring, tends to propagate its excitement into the other” (W. James, 1890) “When neuron A repeatedly participates in firing neuron B, the strength of the action of A onto B increases” (D. Hebb, 1949)
Apprendimento delle sinapsi
Memoria eteroassociativa
Memoria autoassociativa
Percettrone
Reti a correzione di errore
Reti del tipo WTA Meccanismo competitivo fra i neuroni Competizione debole: migliora il contrasto Competizione forte: un solo neurone rimane attivo (the Winner Takes All)
Rete auto-organizzata
Formazione di mappe topologiche
La corteccia somatosensoriale
La corteccia somatosensoriale: l’omuncolo (Penfield and Bolbrey 1937)
La corteccia somatosensoriale nel macaco
Organizzazione del cervello
I quattro lobi cerebrali con le relative funzioni
La corteccia cerebrale: suddivisione delle parti
Aree associative