Lateral predictive coding (LPC) is a simple theoretical framework to appreciate feature detection in biological neural circuits. Recent theoretical work [Huang et al., Phys.Rev.E 112, 034304 (2025)] has successfully constructed optimal LPC networks capable of extracting non-Gaussian hidden input features by imposing the tradeoff between energetic cost and information robustness, but the resulting dynamical systems of recurrent interactions can be very slow in responding to external inputs. We investigate response-time reduction in the present paper. We find that the characteristic response time of the LPC system can be minimized to closely approaching the lower-bound value without compromising the mean predictive error (energetic cost) and the information robustness of signal transmission. We further demonstrate that optimal LPC networks taking a modular structural organization with extensively reduced number of lateral interactions are equally excellent as all-to-all completely connected networks, in terms of feature detection performance, response time, energetic cost and information robustness.


翻译:侧向预测编码(LPC)是一种用于理解生物神经回路特征检测的简单理论框架。近期理论工作[Huang等人,《物理评论E》112, 034304 (2025)]通过施加能量成本与信息鲁棒性之间的权衡,成功构建了能够提取非高斯隐藏输入特征的最优LPC网络,但由此产生的循环交互动力学系统在响应外部输入时可能非常缓慢。本文研究了响应时间的缩减问题。我们发现,LPC系统的特征响应时间可被最小化至接近下限值,且不会损害平均预测误差(能量成本)和信号传输的信息鲁棒性。我们进一步证明,采用模块化结构组织并大幅减少侧向交互数量的最优LPC网络,在特征检测性能、响应时间、能量成本和信息鲁棒性方面,与全连接网络同样卓越。

0
下载
关闭预览

相关内容

决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
35+阅读 · 1月7日
异质信息网络链路预测方法综述
专知会员服务
17+阅读 · 2024年8月8日
深度学习在CTR预估中的应用 | CTR深度模型大盘点
PaperWeekly
15+阅读 · 2018年4月11日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
分别基于SVM和ARIMA模型的股票预测 Python实现 附Github源码
数据挖掘入门与实战
15+阅读 · 2017年9月9日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
8+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
13+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
16+阅读 · 10月15日
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
相关VIP内容
决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
35+阅读 · 1月7日
异质信息网络链路预测方法综述
专知会员服务
17+阅读 · 2024年8月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员