The activity of the grid cell population in the medial entorhinal cortex (MEC) of the brain forms a vector representation of the self-position of the animal. Recurrent neural networks have been developed to explain the properties of the grid cells by transforming the vector based on the input velocity, so that the grid cells can perform path integration. In this paper, we investigate the algebraic, geometric, and topological properties of grid cells using recurrent network models. Algebraically, we study the Lie group and Lie algebra of the recurrent transformation as a representation of self-motion. Geometrically, we study the conformal isometry of the Lie group representation of the recurrent network where the local displacement of the vector in the neural space is proportional to the local displacement of the agent in the 2D physical space. We then focus on a simple non-linear recurrent model that underlies the continuous attractor neural networks of grid cells. Our numerical experiments show that conformal isometry leads to hexagon periodic patterns of the response maps of grid cells and our model is capable of accurate path integration.


翻译:在本文中,我们用经常性网络模型调查电网细胞的代数、几何和地形特性;在代数方面,我们研究循环变异的利伊组和利叶代数,作为自动的表示;从几何角度,我们研究经常变异的利伊组和利叶代数,我们研究经常变异的常态网络的立伊组数,在常态空间的内向变异与2D物理空间的物剂的局部移位成比例的常态网络的立伊组数。然后我们着重研究一个简单的非线性常数模型,作为电网细胞连续吸引神经网络的基础。我们的数字实验显示,相容的等离子导引向到电网细胞响应图的六边周期模式,我们的模型能够精确地整合路径。

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