The backpropagation algorithm is often debated for its biological plausibility. However, various learning methods for neural architecture have been proposed in search of more biologically plausible learning. Most of them have tried to solve the "weight transport problem" and try to propagate errors backward in the architecture via some alternative methods. In this work, we investigated a slightly different approach that uses only the local information which captures spike timing information with no propagation of errors. The proposed learning rule is derived from the concepts of spike timing dependant plasticity and neuronal association. A preliminary evaluation done on the binary classification of MNIST and IRIS datasets with two hidden layers shows comparable performance with backpropagation. The model learned using this method also shows a possibility of better adversarial robustness against the FGSM attack compared to the model learned through backpropagation of cross-entropy loss. The local nature of learning gives a possibility of large scale distributed and parallel learning in the network. And finally, the proposed method is a more biologically sound method that can probably help in understanding how biological neurons learn different abstractions.


翻译:后再造算法常常因其生物的可辨识性而辩论。 但是,为了寻找更具有生物说服力的学习,提出了神经结构的各种学习方法。 它们大多试图解决“重量运输问题”并试图通过一些替代方法传播结构中的错误。 在这项工作中,我们调查了一种略微不同的方法,这种方法只使用捕捉急速计时信息的当地信息,而没有传播错误。 拟议的学习规则源自于峰值计时依赖可塑性和神经联系的概念。 初步评估了MNIST和IRIS数据集的两层隐藏的二进制分类,其表现与反向反向反向反向反向反向分析。 使用这种方法所学的模型还表明,与通过交叉湿度损失的反向分析所学模型相比,有可能对FGSM攻击进行更好的对抗性强力。 学习的本地性质提供了在网络中大规模分布和平行学习的可能性。 最后, 拟议的方法是一种更符合生物学的方法,也许有助于了解生物神经学如何学习不同抽象。

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