Spike Trains Demo

In dieser Computersimulation ertönt jedesmal ein charakteristischer Klang, wenn ein Neuron einen spike (erscheint als kleiner weißer Strich) aussendet. Folgen von spikes, also spike trains, bilden die Sprache der Neuronen, wobei wichtige Informationen in den Rhythmen dieser spike trains codiert sind. Diese Rhythmen werden von der Stärke der Verbindungsstecker (Synapsen, markiert durch blaue und rote Dreiecke) zwischen den Neuronen stark beeinflußt. Die Synapsenstärken ändern sich, wenn der betreffende Organismus etwas lernt. Sie bilden also den Code, in dem Gelerntes in unserem Kopf niedergeschrieben wird.
 
Voraussetzungen: Windows 95 mit DirectX oder 98 (NT nicht getestet). SpikeTrains.zip (2.9 MB).
 

Bedienungsanleitung:

  1. Der User kann den Effekt des "Lernens" auf das neuronale Netzwerk studieren, indem er die Stärken der Synapsen 1 bis 6 per Tatstatur individuell verändert. Die betreffenden blauen Dreiecke verändern die Größe. In der Natur - und auch in dieser Simulation - verursachen stärkere Synapsen größere Spannungänderungen am nächsten Neuron.
  2. Den Input des im Computer Simulierten neuronalen Netzwerkes bilden zwei echte spike trains, Bio I und Bio II, die im Gehirn eines Affen aufgenommen wurden, sowie zwei künstliche spike trains spike train I und II, die der Besucher durch Drücken der Tasten F1 und F2 erzeugen kann. Alle 4 Input spike trains kommen auf dem Bildschirm von links herein, während die beiden vom neuronalen Netzwerk erzeugten Output spike trains den Bildschirm auf der rechten Seite verlassen.
  3. Die Geschwindigkeit kann mittels der Tasten S (langsamer) und F (schneller) geregelt werden.
  4. Die grünen Linien im Input-Bereich der 3 im Computer simulierten Neuronen geben die lokale elektrische Spannung wieder.
  5. Sobald die elektrische Spannung am Zellkörper (sichtbar als hell unterlegter Bereich) eines Neurons ein gewisses Niveau erreicht, so "feuert" das Neuron (Grünfärbung) und sendet einen spike aus.


©2000, Thomas Natschläger, Harald Burgsteiner