The final version of this paper has been published in IEEEXplore available at http://ieeexplore.ieee.org/document/7727213. Please cite this paper as: Amirhossein Tavanaei, Timothee Masquelier, and Anthony Maida, Acquisition of visual features through probabilistic spike-timing-dependent plasticity. IEEE International Joint Conference on Neural Networks. pp. 307-314, IJCNN 2016. This paper explores modifications to a feedforward five-layer spiking convolutional network (SCN) of the ventral visual stream [Masquelier, T., Thorpe, S., Unsupervised learning of visual features through spike timing dependent plasticity. PLoS Computational Biology, 3(2), 247-257]. The original model showed that a spike-timing-dependent plasticity (STDP) learning algorithm embedded in an appropriately selected SCN could perform unsupervised feature discovery. The discovered features where interpretable and could effectively be used to perform rapid binary decisions in a classifier. In order to study the robustness of the previous results, the present research examines the effects of modifying some of the components of the original model. For improved biological realism, we replace the original non-leaky integrate-and-fire neurons with Izhikevich-like neurons. We also replace the original STDP rule with a novel rule that has a probabilistic interpretation. The probabilistic STDP slightly but significantly improves the performance for both types of model neurons. Use of the Izhikevich-like neuron was not found to improve performance although performance was still comparable to the IF neuron. This shows that the model is robust enough to handle more biologically realistic neurons. We also conclude that the underlying reasons for stable performance in the model are preserved despite the overt changes to the explicit components of the model.


翻译:本文最后版本已在http://ieeexplore.iee.org/document/77272113的IEEEXplore上发表。请引用此论文如下:Amirhossein Tavanaei、Timothee Masquelier和Anthony Maida,通过概率性冲刺和依赖性造型获得视觉特征。IEEEE国际神经网络联合会议,第307-314页,IJCNN 2016年。本文探讨对神经神经神经视觉流的五层神经突变网络(SCN)的修改[Masquelier、T. Thorpe、S.,通过快速的神经神经神经变型解释学习视觉特征,根据时间弹性塑料变形变形。PLos Computationalational Biscolog,3(2),247-257) 原模型表明,在适当选择的STRE模型中学习的变形变形变形变形变形(STDP)仍然可以取代原型SCN的特性发现。在所发现的特性中找到的可解释的特性,但可以有效地用来在进行快速变形变形变形解释,但可以用来在变形的神经变形中进行不动的神经变形的变形的变形的变形的变形的变形。

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