STDP-学习机制

STDP学习机制在神经科学中，神经突触可塑性是指两个神经元连接能力或突触在强度上的变化。生理书：突触可塑性：指突触的形态和功能可发生较为持久的改变的特性或现象一．提出（从Hebb规则到STDP）根据1943年Hebbian提出的学习规则，如果突触能够持续引起突触后靶神经元产生动作电位，该突触的突触效能会增加。HenryMarkram提出的SpikeTimingDependentPlasticity学习方法----STDP，它根据神经元学习的先后顺序，调整神经元之间连接的强弱。STDP可以说是Hebb学习的一种延伸，Hebb学习提出如果两个神经元常常一起活动，则二者之间的连接会增强。STDP则是进一步提出，两个神经元之间的活动，如果其他神经元的信息在本身活动产生之前，则两神经元之间的连接会增强。如果神经元本身产生活动之后才接受其他神经元传来的信息，则两神经元之间的额连接会减弱。具体而言，对于一个神经元i：1.如果在其他神经元j传递信息之后，它才产生反应，那么类似于因果关系，它和传递信息的神经元之间连接G(j→i)会加强；2.如果它产生反应之后，其他神经元j才传递信息来，那么这个信息就有可能被忽略，即该神经元与传递信息的神经元间的连接G(j→i)会减弱二、数学描述当突触前神经元的峰电位先于突触后神经元峰电位几毫秒产生，即tjpre＜tipost，则连接两个神经元间的突触权值变大;反之，当tjpretipost，则连接两个神经元间的突触权值变小。STDP函数是突触前后神经元产生峰电位的时间相关性的函数，其表达式为)(,2atprepostt0)(wt)(,2atpostpret0是突触前峰电位到达时刻与突触后峰电位到达时刻的差值。STDP函数的波形如图1所示。三、STDP、LTP、LTD当突触前脉冲先于突触后脉冲到达时（pre-postspiking），能够引起长时程增强（LTP）当突触后脉冲先于突触前脉冲到达时（post-prespiking）,能够引起长时程抑制（LTD）