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基于生物脑网络连接特性的高效神经网络算法
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作者 庞艺伟 于玉国 《计算机系统应用》 2023年第5期196-203,共8页
人工神经网络发展至今,已经在计算机视觉、类脑智能等方面得到广泛应用.在过去几十年中,人们对神经网络的研究注重追求更高的准确率,从而忽略了对网络计算成本的控制.而人脑作为高效且节能的网络,其对人工智能的发展起到了重要启示作用... 人工神经网络发展至今,已经在计算机视觉、类脑智能等方面得到广泛应用.在过去几十年中,人们对神经网络的研究注重追求更高的准确率,从而忽略了对网络计算成本的控制.而人脑作为高效且节能的网络,其对人工智能的发展起到了重要启示作用.如何仿真生物脑网络的连接特性,建立超低能耗的人工神经网络模型实现基本相同的目标识别正确率成为当前研究的热点.为建立低能耗的人工神经网络模型,本文结合大脑网络的连接特性,通过改变人工神经网络的连接实现网络的高效性.实验结果表明,结合生物脑网络的连接特性,改变网络的连接,很大程度上减少了网络的计算成本,而网络的性能并没有受到明显影响. 展开更多
关键词 高效网络 复杂网络 连接异质性
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Generation of Spontaneous Synchronized Rhythm and its Role in Information Processing
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作者 于玉国 王炜 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2001年第2期295-297,共3页
The generation of spontaneous synchronized rhythm and its role are studied by using a globally coupled excitable stochastic neuronal network.When the coupling strength exceeds a critical value,the neurons with a suita... The generation of spontaneous synchronized rhythm and its role are studied by using a globally coupled excitable stochastic neuronal network.When the coupling strength exceeds a critical value,the neurons with a suitable noise in the network exhibit a strong tendency to synchronize and display a spontaneous rhythm.The coherence of the network can be enhanced by a suitable noise and a coupling of the network.The spontaneous rhythm enhances the ability of the network in processing weak periodic signals. 展开更多
关键词 COUPLING globally STOCHASTIC
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人脑聆听轻音乐和静息状态下的EEG临界动力学特性 被引量:2
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作者 李玉珠 郑高兴 +1 位作者 齐晓英 于玉国 《复旦学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期586-595,共10页
已有研究发现人静息态时大脑皮层活动处于近临界状态,且具有优化的信息传输效率.然而大脑在感觉刺激状态下脑电临界动力学特征少有研究.此外,轻音乐被报道对于抑郁症、精神分裂症及术后损伤均具有较好的辅助治疗作用.本文应用临界动力... 已有研究发现人静息态时大脑皮层活动处于近临界状态,且具有优化的信息传输效率.然而大脑在感觉刺激状态下脑电临界动力学特征少有研究.此外,轻音乐被报道对于抑郁症、精神分裂症及术后损伤均具有较好的辅助治疗作用.本文应用临界动力学理论,研究了轻音乐刺激状态时大脑皮层脑电临界动力学特性.我们记录了26名被试在闭眼、睁眼及闭眼听音乐状态的脑电信号,对3种状态进行了频率特性和临界动力学特征分析.结果显示人在睁眼状态,全脑脑电信号活动率显著高于闭眼和听音乐状态.相对于闭眼的临界状态,音乐状态和睁眼状态分别趋向于次临界和超临界的状态,即趋向于系统的低耗能态和高耗能态.说明轻优美的音乐可以帮助大脑进入更好的休息状态,没有大尺度的活动发生,这为音乐治疗提供了有价值的实验依据. 展开更多
关键词 音乐 脑电信号 临界动力学 平均频率
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音乐增强大脑网络小世界特性 被引量:1
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作者 何裕嘉 张玮 +1 位作者 郑高兴 于玉国 《复旦学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期692-700,711,共10页
近年来实验发现音乐相比其他机械噪声对人脑感知系统更能增强大脑内部复杂网络特性.优美音乐在频谱上普遍具有1/f统计特征.在音乐增强脑电信号记录分析中,我们发现对比具有1/f特征的音乐信号,在仍保留1/f特征的随机乱乐刺激下,大部分脑... 近年来实验发现音乐相比其他机械噪声对人脑感知系统更能增强大脑内部复杂网络特性.优美音乐在频谱上普遍具有1/f统计特征.在音乐增强脑电信号记录分析中,我们发现对比具有1/f特征的音乐信号,在仍保留1/f特征的随机乱乐刺激下,大部分脑皮层区域的脑功能网络连接密度普遍下降,并且增强的脑功能网络小世界特性在一定阈值范围内也会有显著下降.随机打乱的音乐虽然仍保留长程相关特征,但打乱后每分钟节拍数和节拍清晰度出现了明显降低.这两种音乐特性的降低与音乐打乱前后的大脑小世界网络统计指标的CMean/LMean降低有显著关联.说明音乐信号除了1/f长程相关统计特征之外的其他有效音乐信息在增强脑功能网络方面也起到重要作用. 展开更多
关键词 音乐 脑电信号 1/f统计特性 功能连接密度 小世界网络特性
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自然界信号的1/f特征和感觉神经系统响应特性 被引量:3
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作者 范博强 何裕嘉 于玉国 《中国科学:生命科学》 CSCD 北大核心 2016年第4期374-384,共11页
众多实验证据表明,大脑感觉神经系统对自然信号的处理比对人工信号有着更高的效率,这可以理解为是自然进化的结果.那么大脑神经系统究竟是"适应"了自然信号的哪种统计特性?或者说神经元或神经网络信息处理的数学函数究竟对应什么样... 众多实验证据表明,大脑感觉神经系统对自然信号的处理比对人工信号有着更高的效率,这可以理解为是自然进化的结果.那么大脑神经系统究竟是"适应"了自然信号的哪种统计特性?或者说神经元或神经网络信息处理的数学函数究竟对应什么样的自然信号特性,使得其可以发挥最大的响应性能?搞清楚这个问题对于理解大脑工作机制和发展类脑人工智能具有重要意义.与此相应,本研究组了解到自然界信号普遍存在着一种统计特性—1/f特征,即信号的功率谱能量密度P(f)随频率f增加而依幂律下降,其关系可以被描述为P(f)~1/f~β,(β~=1).例如,自然界的花草树木景色、海水的流速、心脏跳动、音乐、语言、大脑脑电信号等均呈现出1/f特征.虽然至今1/f特征产生的物理机制仍然是个迷,但很显然,研究清楚大脑神经系统如何响应1/f信号特征,以及理解大脑脑电信号形成1/f特征的神经过程,对于理解大脑对自然界信号的神经信息处理和信号表征机制至关重要.本文将回顾这一研究方向的相关实验和理论证据. 展开更多
关键词 1/f噪声 统计特性 自然界信号 视觉系统 神经信息处理
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