多様体内外の誘導の難易度の原因はフィードバック誤差

Neural manifold under plasticity in a goal driven learning behaviour

Barbara Feulner, Claudia Clopath

bioRxiv 2020

Fig. 1. Sadtler 2014の多様体外への神経活動が不可能であることを示した実験をRNNで検証。

Fig. 2. 活動パターンの低次元多様体内・外への誘導は可塑性に制約を入れなければどちらも可能で、実はネットワークの変化の度合いも両者で差はない。

Fig. 3. 現実的な条件を模倣するためフィードバック信号にノイズを加えたり、伝わるニューロンやシナプスを削減すると多様体内の学習のみできた。

Fig. 4. これは複数試行の活動レベルとノイズ付きフィードバックから正しいフィードバックを多様体内では予測でき、多様体外ではできないことが原因。

Fig. 5. 多様体内と多様体外の内分点を漸進的に厳密に学習していけば多様体外の活動も学習しうる。

実験事実をシミュレーションで理想化したシンプルな系でも示されたのが美しい。多様体外の活動の誘導のヒントも得られた。