The Backpropagation algorithm, widely used to train neural networks, has often been criticised for its lack of biological realism. In an attempt to find a more biologically plausible alternative, and avoid to back-propagate gradients in favour of using local learning rules, the recently introduced Forward-Forward algorithm replaces the traditional forward and backward passes of Backpropagation with two forward passes. In this work, we show that internal representations obtained with the Forward-Forward algorithm organize into robust, category-specific ensembles, composed by an extremely low number of active units (high sparsity). This is remarkably similar to what is observed in cortical representations during sensory processing. While not found in models trained with standard Backpropagation, sparsity emerges also in networks optimized by Backpropagation, on the same training objective of Forward-Forward. These results suggest that the learning procedure proposed by Forward-Forward may be superior to Backpropagation in modelling learning in the cortex, even when a backward pass is used.


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反向传播一词严格来说仅指用于计算梯度的算法,而不是指如何使用梯度。但是该术语通常被宽松地指整个学习算法,包括如何使用梯度,例如通过随机梯度下降。反向传播将增量计算概括为增量规则中的增量规则,该规则是反向传播的单层版本,然后通过自动微分进行广义化,其中反向传播是反向累积(或“反向模式”)的特例。 在机器学习中,反向传播(backprop)是一种广泛用于训练前馈神经网络以进行监督学习的算法。对于其他人工神经网络(ANN)都存在反向传播的一般化–一类算法,通常称为“反向传播”。反向传播算法的工作原理是,通过链规则计算损失函数相对于每个权重的梯度,一次计算一层,从最后一层开始向后迭代,以避免链规则中中间项的冗余计算。
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