Вычисление областей устойчивости дискретных моделей больших нейронных сетей типа small world

Бесплатный доступ

Представлено описание дискретных моделей нейронных сетей типа small world с большим числом нейронов с некоторым параметром p, изменяющимся от 0 до 1. При p = 0 имеем модель, регулярной нейронной сети, представляющей собой кольцевую сеть, в которой каждый нейрон взаимодействует с несколькими соседями по кольцу. В случае p = 1 имеем модель со случайно расположенными связями. При значениях p, не превосходящих 0, 1, имеем сеть типа small world Ваттса-Строгаца. Подобные нейронные сети могут служить моделями различных нейронных структур в живых организмах, например, гипокамп мозга млекопитающих. Работа посвящена исследованию динамики изменения областей устойчивости таких нейронных сетей при 0 ≤ p ≤ 0, 1. Численные эксперименты показывают увеличение области устойчивости при переходе от регулярной сети к сети small world.

Еще

Дискретные модели ваттса-строгаца, устойчивость

Короткий адрес: https://sciup.org/147160601

IDR: 147160601   |   DOI: 10.14529/cmse160305

Список литературы Вычисление областей устойчивости дискретных моделей больших нейронных сетей типа small world

  • Watts D., Strogatz S., Collective dynamics of "small-world" networks. Nature. 1998. Vol. 393. P. 440-442.
  • Gray R.T., Fung C.K.C., Robinson P.A. Stability of small-world networks of neural populations. Neurocomputing. 2009. Vol. 72(7-9). P. 1565-1574.
  • Sinha S. Complexity vs stability in small-world networks. Physica A. 2005. Vol. 346. P. 147-153.
  • Hart M.G., Ypma R.J.F., Romero-Garcia R., Price S.J., Suckling J. Graph theory analysis of complex brain networks: new concepts in brain maping aplied to neurosurgery. Journal of Neurosurgery. 2016. Vol. 124, No. 6. P. 1665-1678.
  • Netoff T.I., Clewley R., Arno S., Keck T., John A. White Epilepsy in Small-World Networks. The Journal of Neuroscience. 2004. Vol. 24(37). P. 8075-8083.
  • Arbib M.A., ´Erdi P., Szent´agothai J. Neural Organization: Structure, Function, and Dynamics. Cambridge. MA: MIT Press, 1998. 420 p.
  • Arbib M. The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. Cambridge. MA: MIT Press, 2003. 1308 p.
  • Ivanov S.A., Kipnis M.M. Stability Analysis Discrete-time Neural Networks with Delayed interactions: Torus, Ring, Grid, Line. International Journal of Pure and Aplied Math. 2012. Vol. 78(5). P. 691-709.
  • Ivanov S.A., Kipnis M.M., Medina R. On the stability of the Cartesian product of a neural ring and an arbitrary neural network. Advances in Difference Equations. 2014. Vol. 2014. P. 1-7.
  • Kipnis M.M., Malygina V.V. The Stability Cone for a Matrix Delay Difference Equation. International Journal of Mathematics and Mathematical Sciences. 2011. Vol. 2011. P. 1-15.
  • Ivanov S.A., Kipnis M.M., Malygina V.V. The stability cone for a difference matrix equation with two delays. ISRN Aplied Math. 2011. Vol. 2011. P. 1-19.
  • Хохлова Т.Н. Построение областей устойчивости круговых нейронных сетей. Хроники ОФЭРНиО. 2012. Т. 1(32). С. 4-5.
  • Khokhlova T.N., Kipnis M.M. The breaking of a delayed ring neural network contributes to stability: The rule and exceptions. Neural Networks. 2013. Vol. 48. P. 148-152.
Еще
Статья научная