Abstract

The article gives the description of the discrete models of neural networks with constraints of the type of small world with probability redirecting connections within the network p varying from 0 to 1. At the value p = 0 we obtain a model of a regular neural network. A regular neural network is a ring neural network, in which each neuron interacts with several neighbors along the ring. At p = 1, we obtain a model, the neurons of which are randomly connected to other neurons of the network without formation of isolated neurons. The neural networks are widely used in modeling various neural structures in living organisms, for example, mammalian brain hypocampus. The paper studies the dynamics of the stability regions of the neural networks in case of changes in the probability of redirecting links, clustering coefficient and the length of the shortest path in the average for the graph of neural network. In a series of numerical experiments, the regions of stability of the studied neural network models for various network parameters were constructed, and the conclusion about increasing the stability region while reducing the length of the shortest path on average and the clustering coefficient of the network graph was drawn.

Highlights

  • В статье дано описание дискретных моделей нейронных сетей со связями типа small world с вероятностью перенаправления связей внутри сети p, изменяющейся от 0 до 1

  • В работе проведено исследование динамики изменения областей устойчивости рассматриваемых нейронных сетей в случае изменения вероятности перенаправления связей, коэффициента кластеризации и длины кратчайшего пути в среднем графа нейронной сети

  • Ivanov S.A., Kipnis M.M. Dynamics of Stability Regions of Discrete Models of Neural Networks of Small World Type When the Numeric Characteristics of the Network Graph Change

Read more

Summary

Построение модели

Большинство биологических нейронов имеют схожее строение и свойства с двигательными нейронами спинного мозга млекопитающих [8, 9]. Исследуемая модель дискретна и включает в себя запаздывание в реакции на соседних нейронов в сети. Внутреннее состояние нейрона в сети с номером j (1 \leq j \leq n) в дискретный момент времени s Состояние всей нейронной сети в момент времени s можно представить в виде вектора xs = Коэффициент \alpha будем называть коэффициентом демпфирования собственных колебаний нейронов в сети, число r — запаздыванием в реакции нейрона на свой собственный сигнал. Приведем пример матрицы запаздывающих взаимодействий B для сети, состоящей из 6 нейронов, нулевой вероятности перенаправления связей (регулярной сети), каждый нейрон которой соединен с двумя соседями по часовой стрелке и с двумя - против. Силы взаимодействия между нейронами сети, реакция нейрона на самого себя и запаздывания в реакции нейронов в сети будут определять начальное состояние всей сети.

Исследование устойчивости нейронной сети
Числовые характеристики графа нейронной сети
Результаты численных экспериментов
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call