Aligned and oblique dynamics in recurrent neural networks
Notice bibliographique
Résumé
The relation between neural activity and behaviorally relevant variables is at the heart of neuroscience research. When strong, this relation is termed a neural representation. There is increasing evidence, however, for partial dissociations between activity in an area and relevant external variables. While many explanations have been proposed, a theoretical framework for the relationship between external and internal variables is lacking. Here, we utilize recurrent neural networks (RNNs) to explore the question of when and how neural dynamics and the network's output are related from a geometrical point of view. We find that training RNNs can lead to two dynamical regimes: dynamics can either be aligned with the directions that generate output variables, or oblique to them. We show that the choice of readout weight magnitude before training can serve as a control knob between the regimes, similar to recent findings in feedforward networks. These regimes are functionally distinct. Oblique networks are more heterogeneous and suppress noise in their output directions. They are furthermore more robust to perturbations along the output directions. Crucially, the oblique regime is specific to recurrent (but not feedforward) networks, arising from dynamical stability considerations. Finally, we show that tendencies toward the aligned or the oblique regime can be dissociated in neural recordings. Altogether, our results open a new perspective for interpreting neural activity by relating network dynamics and their output.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».