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Enregistrement W3091726458 · doi:10.1073/pnas.1917551117

Robust parallel decision-making in neural circuits with nonlinear inhibition

2020· article· en· W3091726458 sur OpenAlexfundno aff
Birgit Kriener, Rishidev Chaudhuri, Ila Fiete

Notice bibliographique

RevueProceedings of the National Academy of Sciences · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueNeural dynamics and brain function
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesHORIZON EUROPE Marie Sklodowska-Curie ActionsOffice of Naval ResearchSimons Institute for the Theory of Computing, University of California BerkeleyHoward Hughes Medical InstituteNorges ForskningsrådCanadian Institute for Advanced Research
Mots-clésArtificial neural networkComputer scienceAlgorithmNonlinear systemSet (abstract data type)Artificial intelligenceMachine learningPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

An elemental computation in the brain is to identify the best in a set of options and report its value. It is required for inference, decision-making, optimization, action selection, consensus, and foraging. Neural computing is considered powerful because of its parallelism; however, it is unclear whether neurons can perform this max-finding operation in a way that improves upon the prohibitively slow optimal serial max-finding computation (which takes [Formula: see text] time for N noisy candidate options) by a factor of N, the benchmark for parallel computation. Biologically plausible architectures for this task are winner-take-all (WTA) networks, where individual neurons inhibit each other so only those with the largest input remain active. We show that conventional WTA networks fail the parallelism benchmark and, worse, in the presence of noise, altogether fail to produce a winner when N is large. We introduce the nWTA network, in which neurons are equipped with a second nonlinearity that prevents weakly active neurons from contributing inhibition. Without parameter fine-tuning or rescaling as N varies, the nWTA network achieves the parallelism benchmark. The network reproduces experimentally observed phenomena like Hick's law without needing an additional readout stage or adaptive N-dependent thresholds. Our work bridges scales by linking cellular nonlinearities to circuit-level decision-making, establishes that distributed computation saturating the parallelism benchmark is possible in networks of noisy, finite-memory neurons, and shows that Hick's law may be a symptom of near-optimal parallel decision-making with noisy input.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,079
Tête enseignante GPT0,293
Écart entre enseignants0,214 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations13
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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