Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Turing Complete Neural Computation Based on Synaptic Plasticity

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985807%3A_____%2F19%3A00510528" target="_blank" >RIV/67985807:_____/19:00510528 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://hdl.handle.net/11104/0300985" target="_blank" >http://hdl.handle.net/11104/0300985</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0223451" target="_blank" >10.1371/journal.pone.0223451</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Turing Complete Neural Computation Based on Synaptic Plasticity

  • Popis výsledku v původním jazyce

    In neural computation, the essential information is generally encoded into the neurons via their spiking configurations, activation values or (attractor) dynamics. The synapses and their associated plasticity mechanisms are, by contrast, mainly used to process this information and implement the crucial learning features. Here, we propose a novel Turing complete paradigm of neural computation where the essential information is encoded into discrete synaptic states, and the updating of this information achieved via synaptic plasticity mechanisms. More specifically, we prove that any 2-counter machine—and hence any Turing machine—can be simulated by a rational-weighted recurrent neural network employing spike-timing-dependent plasticity (STDP) rules. The computational states and counter values of the machine are encoded into discrete synaptic strengths. The transitions between those synaptic weights are then achieved via STDP. These considerations show that a Turing complete synaptic-based paradigm of neural computation is theoretically possible and potentially exploitable. They support the idea that synapses are not only crucially involved in information processing and learning features, but also in the encoding of essential information. This approach represents a paradigm shift in the field of neural computation.

  • Název v anglickém jazyce

    Turing Complete Neural Computation Based on Synaptic Plasticity

  • Popis výsledku anglicky

    In neural computation, the essential information is generally encoded into the neurons via their spiking configurations, activation values or (attractor) dynamics. The synapses and their associated plasticity mechanisms are, by contrast, mainly used to process this information and implement the crucial learning features. Here, we propose a novel Turing complete paradigm of neural computation where the essential information is encoded into discrete synaptic states, and the updating of this information achieved via synaptic plasticity mechanisms. More specifically, we prove that any 2-counter machine—and hence any Turing machine—can be simulated by a rational-weighted recurrent neural network employing spike-timing-dependent plasticity (STDP) rules. The computational states and counter values of the machine are encoded into discrete synaptic strengths. The transitions between those synaptic weights are then achieved via STDP. These considerations show that a Turing complete synaptic-based paradigm of neural computation is theoretically possible and potentially exploitable. They support the idea that synapses are not only crucially involved in information processing and learning features, but also in the encoding of essential information. This approach represents a paradigm shift in the field of neural computation.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>SC</sub> - Článek v periodiku v databázi SCOPUS

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA19-05704S" target="_blank" >GA19-05704S: FoNeCo: Analytické základy neurovýpočtů</a><br>

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2019

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    PLoS ONE

  • ISSN

    1932-6203

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    14

  • Číslo periodika v rámci svazku

    10

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    34

  • Strana od-do

    e0223451

  • Kód UT WoS článku

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85073468063