Πώς είναι η λειτουργία ενός νευρώνα παρόμοια με τον υπολογιστή δυαδικών διεργασιών;

Η ομοιότητα μεταξύ της λειτουργίας ενός νευρώνα και μιας δυαδικής διαδικασίας σε έναν υπολογιστή βρίσκεται κυρίως στο on/off ή ναι/όχι Η φύση της μετάδοσης σήματος, αν και εφαρμόζεται πολύ διαφορετικά.

* νευρώνας: Ένας νευρώνας λαμβάνει σήματα από άλλους νευρώνες μέσω δενδριτών. Εάν το άθροισμα αυτών των σημάτων υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο όριο (το δυναμικό ενεργοποίησης), ο νευρώνας "πυρκαγιές", στέλνοντας ένα ηλεκτρικό σήμα κάτω από τον άξονα του. Αυτή είναι μια απάντηση all-or-nothing. είτε πυρκαγιές είτε δεν το κάνει. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως δυαδικό:"1" (πυροδότηση) ή "0" (όχι πυροδότηση). Η αντοχή του σήματος δεν κωδικοποιείται με τη συχνότητα της πυροδότησης με μια απλή δυαδική έννοια, αλλά μάλλον στο * ρυθμό * της πυροδότησης και ενδεχομένως άλλων παραγόντων όπως το χρονοδιάγραμμα των αιχμών.

* Υπολογιστής: Οι λογικές πύλες ενός υπολογιστή λειτουργούν σε δυαδικά ψηφία (bits), που αντιπροσωπεύουν "1" (ON) ή "0" (off). Αυτά τα bits επεξεργάζονται μέσω διαφόρων λογικών πύλων (και, ή όχι, κλπ.) Για την εκτέλεση υπολογισμών. Η συνολική λειτουργία του υπολογιστή βασίζεται σε αυτή τη θεμελιώδη δυαδική αναπαράσταση και επεξεργασία.

Η αναλογία καταρρέει σημαντικά σε διάφορες βασικές πτυχές:

* πολυπλοκότητα: Ένας μοναδικός νευρώνας είναι πολύ πιο περίπλοκος από μια μόνο λογική πύλη. Η συμπεριφορά του επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες πέρα από την απλή δυαδική ενεργοποίηση, συμπεριλαμβανομένων των τύπων νευροδιαβιβαστών, των υποτύπων υποδοχέα, της συναπτικής πλαστικότητας (δύναμη των συνδέσεων που αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου) και η σύνθετη δενδριτική ενσωμάτωση των σημάτων.

* διάδοση σήματος: Η διάδοση του σήματος σε έναν νευρώνα είναι μια σύνθετη ηλεκτροχημική διαδικασία, που περιλαμβάνει κανάλια ιόντων και μεταβολές δυναμικού μεμβράνης, ενώ σε έναν υπολογιστή είναι η κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω κυκλωμάτων.

* Παράλληλη επεξεργασία: Ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τις πληροφορίες μαζικά παράλληλα, με αμέτρητους νευρώνες να αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα. Ενώ οι σύγχρονοι υπολογιστές χρησιμοποιούν επίσης παράλληλη επεξεργασία, η παράλληλη επεξεργασία του νευρωνικού δικτύου είναι θεμελιωδώς διαφορετική στην κατανεμημένη και αποκεντρωμένη φύση του.

* Μάθηση και προσαρμοστικότητα: Οι νευρώνες και οι συνδέσεις τους είναι σε θέση να μάθουν και την προσαρμογή (συναπτική πλαστικότητα). Αυτή η δυναμική τροποποίηση των συνδέσεων δεν είναι άμεσα ανάλογη με οποιαδήποτε ενιαία διαδικασία σε έναν τυπικό ψηφιακό υπολογιστή, αν και τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα προσπαθούν να μιμηθούν αυτή την πτυχή.

Συνοπτικά, η αναλογία ενός νευρώνα σε μια δυαδική διαδικασία είναι μια απλοποίηση χρήσιμη για την αρχική κατανόηση. Ενώ η "on/off" η πυροδότηση ενός νευρώνα μοιάζει επιφανειακά το δυαδικό "1/0" ενός υπολογιστή, οι υποκείμενοι μηχανισμοί και η συνολική υπολογιστική ισχύς είναι πολύ διαφορετικές. Ο υπολογισμός του εγκεφάλου είναι πολύ πιο λεπτός και ισχυρός από ένα απλουστευτικό δυαδικό σύστημα.