40、皮质时间机制在计算机科学中的应用

皮质时间机制在计算机科学中的应用

1. 基本操作与机制

皮质柱的内部机制会使锥体神经元产生三种不同的活动水平：
- 抑制水平 E0 ：代表非常微弱的活动。
- 低水平 E1 ：代表相对低频（5Hz 至 10Hz）的小幅度变化，这种启动状态被称为调用状态。
- 高水平 E2 ：代表更高的频率（50Hz 至 100Hz），此状态被称为满足状态。

空间滤波器方面，最大柱是一组相邻的皮质柱，它们共享相同的信息子集，构成一个功能模块。在这些柱没有专业化之前，对于任何信息模式，它们通常会适度激活。学习是指小柱能够专门处理特定的信息模式，而同一最大柱中的其他柱则被抑制（耦合/解耦），这一任务对应于滤波或特征提取。

时空滤波器中，皮质柱能够在三个不同水平上自我激活。一个柱达到 E2 水平的激活需要同时激活皮质和丘脑输入。当柱 A 仅接收皮质输入或丘脑输入时，它将达到 E1 水平，该活动会传播到所有相邻柱。如果其中一个柱 C 通过其丘脑输入被激发，它将达到 E2 水平并产生一个皮质外动作，该动作会改变丘脑环境，可能使柱 A 达到 E2 水平。柱 A 随后会学习优先调用柱 C。

双稳态单元方面，所有前额叶区域单元都具有双稳态机制。双稳态单元有两个稳定状态：静止状态和维持状态。从静止到持续活动（ON）以及从持续活动到静止（OFF）的转换都需要外部活动（如外部刺激 A 和 B）。因此，皮质后柱只能组织一级序列（如 A - B - C），而额叶柱能够组织层次序列（如 (A - (B - C))）。

以下是柱激活过程的流程图：