Gepulste Neuronale Netze: Detailiertes Modell nach Hodgkin ... - CES

Kurzdarstellung
Modelle zur Beschreibung des Verhaltens von neuronalen Systemen wurden im Bereich der
Neurobiologie dazu entworfen, um das Verständnis von solchen Systemen zu verbessern. In
der Informatik können solche Modelle dazu verwendet werden, um Neuronen mit Hilfe von
Computern zu simulieren. Unterschiedliche Modelle bieten Sichten in verschiedenen Abstraktionsgraden
auf das Verhalten von Neuronen, bzw. neuronalen Netzwerken. Einige Modelle
beschreiben das Verhalten einzelner Neuronen, andere betrachten komplette neuronale Netzwerke
unterschiedlichster Komplexität. Der Einsatz eines bestimmten Modells hängt im Wesentlichen
mit dem damit verbundenen Ziel und der zur Verfügung stehenden Leistungsfähigkeit
der eingesetzten Computersysteme ab.
Das Hodgkin-Huxley Modell zählt zu den detaillierteren Modellen und beschränkt sich auf
die Betrachtung eines einzelnen Neurons. Mit Hilfe der Betrachtung von Ionenflüssen innerhalb
eines Neurons nähert sich dieses Modell sehr nah dem uns heute bekannten realen Verhalten
von Neuronen. Hodgkin und Huxley beobachteten das Verhalten eines Riesen-Axons
eines Tintenfisches und beschrieben dieses Verhalten dann durch eine Reihe mathematischer
Gleichungen und empirisch bestimmter Werte. Mit Hilfe dieser Gleichungen und Werte lässt
sich sogar das Verhalten einzelner Neuronen sehr genau beschreiben. Durch Anpassungen
lässt sich das sogar dynamische Verhalten unterschiedlicher Neuronentypen simulieren. Auch
das Hodgkin-Huxley Modell hat jedoch Grenzen bei der Simulation bestimmter dynamischer
Verhalten, welche bei manchen Neuronentypen in der Natur beobachtet werden.