Lesson 2 Flashcards
The neuronal code
קוד
פעילות שניתן לתאר בצורה בינארית. נגדיר את יחידת המידע
הזו, את ההחלטה שיקבל האדם כביט.
מרחב מסרים
מורכב ממספר מסרים - רצף ספציפי של תשובות כן/לא או מסלול מסוים בעץ ההחלטות. ככל שיש במרחב יותר סיגנלים, כך השפה תהיה עשירה יותר. הדבר יתבטא ביותר ענפים בעץ. מרחב המסרים יכול להוות עץ החלטות קומבינטורי. מספר השלבים תלוי באן ואס קובע את מספר השלבים בכל רמה. מסר הוא מסלול אחד לאורך העץ הזה.
n
מספר השאלות של כן/לא ברצף. מספר השלבים. למשל, בעץ עם שישה ענפים: 2^6 = 64
טלגפים חשמליים
תוצאה של מרחב מסרים. המסר מתורגם לשינוי מתח חשמלי למשל, קוד מורס.
s
מספר הענפים בכל רמה. האופציות האפשריות בכל החלטה.
מסר
מסלול אחד לאורך העץ הקומבינטורי במרחב המסרים.
Bit
ספרה בינארית (0/1), הוא כמות המידע הנדרש כדי לתת תשובה לשאלת כן או לא בודדת. אנו מודדים ומכמתים מידע על ידי ממוצע מספרי של ביטים במסר.
capacity
מאפיין של ערוץ תקשורת שישפיע על יעילות העברת המידע. ככל שהקפסיטי עולה, כך יש יכולות להעביר יותר מסרים בזמן קצר.
אנטרופיה לפי שאנון
אנטרופיה מקסימלית תתקבל כשהתוצאה של כל פריט היא שווה.
Pi
ההסתברות לקבל מסר מסוים. למשל סיכוי של חצי לקבל עץ, וסיכוי של חצי לקבל פאלי בהטלת מטבע הוגן.
H
בנוסחה עושים ממוצע משוקלל של כל האותיות (סיגנלים) באותה השפה. כך ניתן לדעת מה הקפסיטי של אותה שפה.
Predictability
מייצגת את האובדן של חוסר ודאות, כלומר אנטרופיה נמוכה יותר. אירועים נדירים (כאלה שההסתברות לקבל אותם נמוכה יותר) מספקים הכי הרבה מידע. באופן הפוך, נוירון שיורה תמיד, לא יספק לנו מידע חדש.
מערכות תקשורת כלליות
מתקבל גירוי חיצוני שצריך לעבור (מסר) לטרנסמיטר ומשם לרסיבר. אבל הרסיבר לא יקבל בדיוק את מה שיצא מהטרנסמיטר, בגלל רעש. בכל אירוע פיזיקלי יש רעש, ויש שונות בין הרעשים כתוצאה מגירויים שונים במערכות שונות. מהרסיבר, המסר יגיע ליעד.
מידע הדדי
כמה מידע עבר דרך המערכת: כמה התגובה מעידה על הגירוי.
I
מה הסיכוי שאס יקרה בהינתן אר, לעומת ההסתברות של אס לבד וגם של אר לבד. סוכמים את כל המצבים האפשריים של אס ושל אר.
P(s,r)
ההסתברות המשותפת של צפייה בתגובה אר יחד עם גירוי אס.
P(s), P(r)
ההסתברויות השוליות להתרחשות גירוי או תגובה בלבד.
joined probability
הסיכוי לתגובות מותנות שונה בחלק מהמקרים. מספק לנו יותר
אינפורמציה לגבי המתרחש בעולם האמיתי.
הקלטות חוץ תאיות
האלקטרודה רושמת מסביבה מסוימת, כאשר ככל שמתרחקים ממנה נראה פחות סיגנל. הסיגנל שמתקבל משתנה בזמן, ונרצה לפרק אותו לקומפוננטות.
תדרים גבוהים
קרובים אחד לשני
תדרים נמוכים
רחוקים זה מזה.
low pass filter
נראה רק תדרים נמוכים.
high pass filter
נראה רק תדרים גבוהים.
neuronal tuning curve
ההעדפה של נוירון לירי. מעין תעודת זהות של ירי הנוירון. העקומה מייצגת את התגובה הממוצעת של נוירון לסט מסוים של גירויים במרחב הגירוי (וקטור מאפיין).
דימות של הנוירון הבודד
קיימת שונות גדולה בהעדפה הנוירנלית. למשל, נוירונים פעילים בתגובה לקו באוריינטציה מסוימת.
אוכלוסייה של תאים בדימות
ניתן לראות את התפשטות התגובה ממקום ספציפי לקבוצה של נוירונים. למשל, גירוי שפם של חיה בנקודה ספציפית יעבור תוך מילישניות למקום רחוק מהגירוי.
הבדלים בעקומת הכיוונון במרחב
נוירונים שונים בתחנות שונות במוח יפעלו אחרת בתגובה לגירוי זהה. למשל תגובה שונה בתלמוס לעומת הקורטקס.
receptive field density
קובעת את הרזולוציה של התחושה, בעוד אינהיביציה לטרלית יכולה להגדיל את הרזולוציה של הקידוד.
place cells
בניסוי נמצא שתאים ספציפיים בהיפוקמפוס ירו כאשר החולדה הסתובבה במקום ספציפי.
grid cells
תאים מהקורטקס שלא יורים באופן קבוע, אבל לאחר זמן מה הם יוצרים יחד תדר מרחבי מסוים. יחד עם פלייס סלס הם יוצרים את מערכת הניווט של המוח.
קוד נוירונלי
הסט הקטן ביותר של סמלים (מאפייני תגובה נוירונלית) שמסוגלים לייצג את כל המידע שהנוירון נושא לגבי הגירוי.
Encoding time window
חלון הזמנים שמכיל את תבניות התגובה שנחשבות ליחידת הנשיאה הבסיסית של הקוד. כל קידוד שלא יהיה התרחש במהלך חלון הזמנים הזה. ננסה למצוא את חלון הזמנים הקטן ביותר בו התרחש סיגנל. חלון הקידוד מכיל את החלק שנותן מידע על הגירוי במהלך התגובה. יש משך זמן מסוים שבו כבר לא נשפר את הניבוי שלנו לגבי התגובה הזו – כשמגיעים לסטורציה. כלומר, האינפורמציה תתחיל לחזור על עצמה ולא לחדש.
קצב הירי (v)
מספר הספייקים/ חלקי משך הזמן שעבר. נמדד בהרץ.
Nsp
מספר הספייקים המתרחשים במרווח זמן נתון, בדרך כלל 100 או 500 מילישניות.
Rate code
הגירוי מקודד ע”י מספר הספייקים. האינפורמציה מקודדת לפי קצב הירי בחלון הקידוד. משתמשים בסוג קידוד זה כשתזמון הירי אינו מוסיף אינפורמציה, כלומר כל הנוירונים יורים באותו הזמן. לחישוב התדר - מספר אירועי הירי שהתרחשו במהלך חלון זמן חלקי אורך החלון.
PSTH - Peri-Stimulus Time Histogram
היסטוגרמה הצפיפות של הירי. דרך נוספת להסתכל על הרייט קוד.
rate as spike count – average over time
עובד היטב לירי קבוע או איטי, שלא דורש תגובה מהירה של האורגניזם.
Rate as a spike density – average over trails
עובד עבור גירויים נייחים ותלויי זמן, פחות מתאים לפענוח מכיוון שהוא דורש איטרציות מרובות של אירועים. יכול לעבוד אם ניקח בחשבון אוכלוסייה של נוירונים עצמאיים המקבלים את אותו אינפוט.
Rate as population activity – average over several neurons
טרייל יחיד וחישוב ממוצע על פני אוכלוסיית נוירונים. מתאים לדיקודינג מהיר, הגדרה מציאותית יותר דורשת משקולות סינפטיות בין נוירונים עקב הטרוגניות.
Latency
כמה זמן לוקח מרגע הגירוי עד לירי הנוירון עבור גירוי מסוים.
Inter spike intervals
המרווחים בין הספייקים.
Phase encoding
כשאף אחת מאפשרויות פיענוח הקידוד אינה מתאימה, נחלק גל איטי מסוים לפאזות. על פיו, נקבע באיזה חלק (פאזה) בגל הנוירון ירה. הקידוד מסתמך על הקשר בין זמן הירי לפאזה בו נמצא הגל האיטי והמחזורי. כך ניתן לאבחן ירי ספציפי שמתרחש רק בפאזה מסוימת של מחזור חיצוני.
multiplex coding
קידוד על ידי צירוף של שני אותות שונים משני ערוצים שונים ושידורם במדיום פלט יחיד. בשביל לקודד בשיטה זו צריך סיגנל רפרנס. בקוד כזה, האינפורמציה המשלימה יכולה להימדד ביחידות שונות מהיחידות בהן נמדדת האינפורמציה המקודדת ע”י הירי. למשל: הספייקים הבודדים נמדדים בסולם של אלפיות השנייה והגל החיצוני האיטי נמדד בסולם מאות אלפיות השנייה.
Entrainment to external signal
תיאום הירי לסיגנל חיצוני. באמצעות הקניית תדר חיצוני כלשהו למערכת, ניתן לבנות על בסיס המחזור שלו שילוב של תדרי ירי שונים, כך שכל אחד מופיע במיקום מסוים במחזור.
Entrainment to internal signal
שעונים פנימיים של מערכות יכולים לייצר אינטגרציה של תדרים. ההיפוקמפוס מייצר דגמי ירי בתדרי טטא והקורטקס יותר באוריינטציה של תדרי גמא. על ידי צימוד התדרים, נוכל לראות חתימה חזקה של תדרי טטא המשתלטת על הפעילות הקורטיקלית. ניתן למדוד זאת ע”י ביצוע קורלציה במרחב התדר