Canonical neural circuit motifs are usually described functionally: divisive normalization rescales population activity by a pooled signal, and winner-take-all competition selects one pattern through recurrent excitation and shared inhibition. We represent them, and their compositions, algebraically as finite transformation systems and analyze the transition monoids generated by their input-conditioned updates, distinguishing structure already present in a generator from structure that appears only through composition, and, on a joint state space, structure inherited from one factor from structure that lives on a joint configuration. Individually aperiodic updates can generate non-aperiodic monoids. In the WTA, every frozen-drive generator collapses to fixed points, yet short input sequences create local cycles of winner-dependent inhibitory gating: globally dissipative dynamics with a reversible action. The strongest result arises in WTA-to-DN composition. The composed monoid then contains a genuinely composite local cycle in which normalization state and the winner's gating state change together, although every primitive generator is aperiodic. Holonomy analysis certifies this as a group component of the Krohn-Rhodes cascade rather than an incidental cycle, and finds most group-carrying image sets on joint configurations, whereas the uncoupled product has none. An exhaustive interface sweep shows that the composite cycle is a property of the coupling rather than of a chosen map. If motifs are building blocks of neural computation, composing them is a form of programming: one chooses primitives and interfaces so that the generated algebra has the intended repertoire. The transition monoid is that repertoire - what a primitive presents to any later construction. Recurrent circuits are compositional transformation systems; their algebra constrains what they can be programmed to compute.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

“推荐系统”加上“图神经网络”
机器学习与推荐算法
12+阅读 · 2020年3月23日
中文对比英文自然语言处理NLP的区别综述
AINLP
18+阅读 · 2019年3月20日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
5+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
5+阅读 · 9月7日
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
11+阅读 · 9月1日
相关VIP内容
相关资讯
“推荐系统”加上“图神经网络”
机器学习与推荐算法
12+阅读 · 2020年3月23日
中文对比英文自然语言处理NLP的区别综述
AINLP
18+阅读 · 2019年3月20日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员