Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Neuronale Informationsverarbeitung Alexander Fromm Saskia Pohl.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Neuronale Informationsverarbeitung Alexander Fromm Saskia Pohl."—  Präsentation transkript:

1 Neuronale Informationsverarbeitung Alexander Fromm Saskia Pohl

2 Gliederung 1. Das Neuron 2. ATP 3. Informationsgehalt und Bestimmung der Bit-Rate 4. Kosten der neuronalen Informationsverarbeitung 5. Spike Trains als Poisson-Prozesse 6. Input-Output Analyse 7. Rekonstruktion des ursprünglichen Inputs aus einem Spike Train 8. Kosten der Infoübertragung bei Spikes 9. Ist Information teuer?

3 1. Das Neuron Axon Dendriden Synapsen Quelle: berlin.de/voelz/PDF/Neuronal.pdf

4 1. Das Neuron: Ionenpumpe Je Molekül ATP werden drei Na + -Ionen nach außen und zwei K + -Ionen nach innen befördert  elektrisches Potential der Zellmembran Quelle: helmich.de/bio/neu/1/11/112/vertiefung/vert01.html

5 2. ATP Jedes der Sauerstoff-Atome hat negative Ladung  stoßen sich gegenseitig ab trotzdem muss Verbindung dieser Tendenz standhalten Bündeln negativer Aufladung sorgt bei der Spaltung für viel freiwerdende Energie. Bildquelle: hp?title=Bild:Adenosintriphosphat _protoniert.svg&filetimestamp=

6 3. Informationsgehalt und Bestimmung der Bit-Rate ...

7 4. Kosten der neuronalen Informationsverarbeitung Stoffwechselkosten für Photorezeptor I: Rate, mit der Photorezeptor Informationen überträgt Messungen des Energiespektrums des Signals S(f) und des Rauschens N(f)

8  Energiekosten für sensorische Information: 4. Kosten der neuronalen Informationsverarbeitung

9 Stoffwechselkosten für Netzhaut-Neuron Verbrauch der Pumpe: Dividiert durch gemessene Bit-Rate: 4. Kosten der neuronalen Informationsverarbeitung

10 Stoffwechselkosten für chemische Synapsen des LMC-ATP-Verbrauchs Division von Verbrauch und Übertragungsrate  eine chemische Synapse braucht 4. Kosten der neuronalen Informationsverarbeitung

11 Quelle: Laughlin et.al. (1998): The metabolic cost of neural information

12 Bitrate contra Kosten 4. Kosten der neuronalen Informationsverarbeitung Quelle: Laughlin et.al. (1998): The metabolic cost of neural information

13 5. Spike Trains als Poisson- Prozesse ...

14 8. Kosten der Informationsübertragung bei Spikes Pumpe braucht Sensorischer Spike: 1-10 Bits  Verbrauch:

15 9. Ist Information teuer? Schätzung des ATP-Konsums des Photorezeptors der Fliege entspricht ca. 8% des gesamten Konsums der ruhenden Fliege + LMC-Verbrauch: insgesamt ca. 10%  neuronale Informationsverarbeitung ist energetisch teuer

16 10. Quellen Fachbücher Rieke, F., Warland, D., de Ruyter van Steveninck, R., and Bialek, W., (1999). Spikes. A Bradford Book. MIT Press. Artikel Laughlin, S. B., de Ruyter van Steveninck, R. R., and Anderson, J. C., (1998). The metabolic cost of neural information. Nature Neuroscience, 1(1):36-41 Internet protoniert.svg&filetimestamp=

17 Danke fürs Zuhören!


Herunterladen ppt "Neuronale Informationsverarbeitung Alexander Fromm Saskia Pohl."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen