Was ist neuronale Backpropagation?

neuronale Backpropagation ist der Name, der dem Phänomen eines Impulses gegeben wird, der sich durch einen neuronalen Stromkreis nach hinten bewegt. Während die Aktionspotentiale normalerweise von der Zelle-beginnend am Punkt des Axonhügels-über den Axon bis zu den terminalen Boutons, die mit Empfangszellen Synapsen bilden, wandern, bewegt sich ein Backpropagating-Aktionspotential tatsächlich rückwärts durch die Diffusion von eingehenden Ionen, die spannungsgezogene Ionenkanäle, um das Axon anstelle von IT zu öffnen. Normalerweise hat die neuronale Backpropagation eine kurze Wirkung, aber sie kann durch einen gesamten neuronalen Stromkreis reisen. Die meisten Neuronen haben ein einzelnes Axon, das sich viele Male greifen kann. Dieser Neurit ist der Prozess, der Signale aus der Zelle sendet, während Dendriten, die die anderen Neuriten auf einem Neuron sind, häufig Prozesse sind, die Signale erhalten. Neuronaler BackpropaGation wird durch Ionenkanäle im Axon und am Zellkörper reguliert.

Axon funktioniert in seiner Rolle, Aktionspotentiale vom Axonhügel bis zu den Endpunkten des Axons zu leiten, die als terminale Boutons bezeichnet werden, indem Kanäle in der axonalen Membran geöffnet werden, die positiv geladene Ionen in die Zelle ermöglichen, sie depolarisieren und spannungsgesteuerte Kanäle zu öffnen. Spannungsgesteuerte Kanäle ermöglichen weitere positiv geladene Ionen in die Zelle wie Kalzium und Kalium. Wenn eine Zelle ihr Ruhepotential von -70 mV verliert und aufgrund der positiven Ladungen der eingehenden Ionen depolarisiert wird, "feuert" sie und fördert Neurotransmitter -gefüllte Vesikel von terminalen Boutons am Ende eines Axons.

Signalausbreitungsfunktionen als Ionenkanäle entlang eines AxonAckpropagation. Dieser Prozess tritt auf, wenn am Axon Hillock ein Aktionspotential eingeleitet wird, und während es wie gewohnt in die Axon weitergeht, führt es auch ein Signal in die entgegengesetzte Richtung durch, wodurch der Zellkörper depolarisiert wird, einschließlich Synapsen und nahe gelegener Dendritsegmente. Wenn ein dendritisches Segment depolarisiert ist, reagieren die postsynaptischen Dichten, die sich in dieser Region befinden, unterschiedlich auf eingehende Signale anderer Neuronen. Einige mögliche Konsequenzen einer neuronalen Backpropagation sind Phänomene wie die dendro-dendritische Hemmung und eine Membranpotentialmodifikation, die die zellulären Feuereigenschaften verändern können.

synaptische Plastizität wie Langzeitpotentiation (LTP) und Langzeitdepression (LTD) sind mit einer neuronalen Rückpropagation verbunden, da ein Rückenantriebssignal eingehende Signale modifiziert. Obwohl das Konzept elementar erscheinen mag, ist der Begriff, zukünftiges Verhalten auf der Grundlage früherer Erfahrungen zu verändern, eine mögliche Definition des Lernens. In gewisser Weise neuronale BACKPROPAGATION könnte es einzelne Zellen ermöglichen, auf molekularer Ebene "zu lernen". Neuronale Backpropagation wird häufig im Neocortex, im Hippocampus und im anderen Gehirnregionen gesehen, die häufig mit Gedächtnis, Lernen oder einem hohen Grad an neuronaler Plastizität verbunden sind.