Procesamiento de información mediante Redes NeuroGliales Artificiales en clasificación y predicción
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http://hdl.handle.net/2183/14716Coleccións
- Teses de doutoramento [2152]
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Procesamiento de información mediante Redes NeuroGliales Artificiales en clasificación y predicciónAutor(es)
Director(es)
Pazos, A.Porto Pazos, Ana Belén
Data
2015Centro/Dpto/Entidade
Universidade da Coruña. Departamento de Tecnoloxías da Información e as ComunicaciónsResumo
[Resumen]Recientes investigaciones evidencian que los astrocitos del sistema glial juegan un papel esencial en
el procesamiento de la información en el cerebro, existiendo comunicación bidireccional entre
neuronas y astrocitos (Sinapsis Tripartita). Dado que los Sistemas Conexionistas (SS.CC.) solo
consideran neuronas artificiales interconectadas, en esta tesis doctoral multidisciplinar se han
investigado por primera vez las consecuencias de añadirles astrocitos artificiales. Para ello, se ha
realizado un análisis exhaustivo de la eficacia de nuevas Redes NeuroGliales Artificiales (RR.NG.AA.)
versus Redes de Neuronas Artificiales multicapa clásicas (RR.NN.AA.). Los resultados indican que los
astrocitos: mejoran el rendimiento de RR.NN.AA., tanto cuando potencian como cuando deprimen
las conexiones sinápticas; esta mejoría no puede atribuirse al incremento de elementos de
procesado de la red, sino a las propiedades de los astrocitos; la eficacia de RR.NG.AA. con
potenciación vs. RR.NN.AA., aumenta al incrementarse la complejidad de la red; el grado de mejora
inducido por los astrocitos depende del problema tratado y de las propiedades intrínsecas de los
astrocitos.
Se puede concluir que los astrocitos artificiales permiten proponer a las RR.NG.AA. como un posible
nuevo paradigma en SS.CC. Además, han permitido estudiar fenómenos cerebrales aún no
demostrados, colaborando con la Neurociencia en la comprensión del sistema nervioso [Resumo]Recentes investigacións evidencian que os astrocitos do sistema glial xogan un papel esencial no
procesamento da información no cerebro, existindo comunicación bidireccional entre neuronas e
astrocitos (Sinapse Tripartita). Dado que os Sistemas Conexionistas (SS.CC.) só consideran neuronas
artificiais interconectadas, nesta tese doutoral multidisciplinar investigáronse por primeira vez as
consecuencias de engadirlles astrocitos artificiais. Para iso, realizouse unha análise exhaustiva da
eficacia de novas Redes NeuroGliais Artificiais (RR.NG.AA.) versus Redes de Neuronas Artificiais
multicapa clásicas (RR.NN.AA.). Os resultados indican que os astrocitos: melloran o rendemento de
RR.NN.AA., tanto cando potencian coma cando deprimen as conexións sinápticas; esta melloría non
pode atribuírse ao incremento de elementos de procesado da rede, senón ás propiedades dos
astrocitos; a eficacia de RR.NG.AA. con potenciación vs. RR.NN.AA. aumenta ao incrementarse a
complexidade da rede; o grao de mellora inducido polos astrocitos depende do problema tratado e
das propiedades intrínsecas dos astrocitos.
Pódese concluír que os astrocitos artificiais permiten propoñer ás RR.NG.AA. como un posible novo
paradigma en SS.CC. Ademais, permitiron estudar fenómenos cerebrais aínda non demostrados,
colaborando coa Neurociencia na comprensión do sistema nervioso. [Abstract]Recent research shows that glial system astrocytes play an essential role in the information
processing in the brain, as indicates the existence of bidirectional communication between
astrocytes and neurons (Tripartite Synapse). Since Connectionist Systems (CS) only have into account
interconnected artificial neurons, in this multidisciplinary thesis the consequences of adding artificial
astrocytes to them have been investigated for the first time. For this, an exhaustive analysis of the
performance of these new Artificial NeuroGlial Networks (ANGN) vs. classic multilayer ANN has been
carried out. The results indicate that artificial astrocytes: improve the performance of the ANN both
when they enhance and when they depress the synaptic connections; this improvement cannot be
accounted for an increased number of processing elements on the network, but rather for the
properties of astrocytes; the efficacy of ANGN‐potentiation vs. ANN increases as the complexity of
the network; relative network performance improvement by artificial astrocytes depends on the
problem tested and the intrinsic properties of astrocytes.
It can be concluded that artificial astrocytes allow ANGN to be proposed as a possible new paradigm
in CS. Furthermore, they have allowed to study brain behaviours not yet proved, collaborating with
Neuroscience in the understanding of the nervous system
Palabras chave
Astrocitos
Inteligencia artificial-Aplicaciones
Redes neuronales (Informática)
Inteligencia artificial-Aplicaciones
Redes neuronales (Informática)
Dereitos
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