1. Einleitung - FG Mikroelektronik, TU Berlin

Kapitel 2 Neuronale Netze
Bild: 2.2.c: Synaptische Bahnung
Erst in jüngerer Zeit konnten wesentliche Lernvorgänge aufgedeckt werden. Eine
grundlegende Lernregel wurde 1949 vom Psychologen Donald O. Hebb von der McGill-
Universität in Montreal postuliert: Erregt der Axon einer Zelle A eine Zelle B und hat es
wiederholten oder anhaltenden Anteil am Feuern auf Zelle B, dann finden in einer der
Zellen oder in beiden Zellen Wachstumsprozesse oder Stoffwechselveränderungen statt,
wodurch sich die Wirkung von A auf B verstärkt. Die Steigerung der Effizienz einer
Synapse, wenn die prä- und postsynaptische Membran gleichzeitig aktiv waren, konnte
inzwischen nachgewiesen werden. Noch nicht ausreichend geklärt ist, wie Informationen
neuronal repräsentiert werden. Unterschiedliche Merkmale wie Farbe, Konturen, Begriffe,
Laute usw. werden in verschiedenen Hirnbereichen gespeichert und verarbeitet. Die
Prozesse der Gedächtnisbildung und Arbeitsgedächtnis sind in weiteren Hirngebieten
angesiedelt. Wie die Informationen zu einem Objekt zusammengeführt werden, versucht
die Hypothese von Malsburg und Eckhorn, Reitböck zu erklären. Sie gehen davon aus,
dass die Neuronengruppen aus den verschiedenen Hirnbereichen auf ein Objekt
gleichzeitig reagieren und synchron feuern. Verschiedene Objekte sind dadurch
separierbar, da die synchrone Aktivität von Neuronenregionen zu verschobenen
Zeitpunkten auftritt. Theoretische und experimentelle Untersuchungen stützen diese
Hypothese. Beobachtungen an der Sehrinde von Katzen zeigten Oszillationen der beim
Sehen aktivierten Neuronen. Vorstellbar ist, dass das oszillatorische Feuern die Neuronen
in Gleichtakt bringt. Axone mit modulatorischer Wirkung an den Synapsen können die
notwendige Kopplung schaffen: das Neuron, welches zuerst feuert, verstärkt das
Eingangspotential des zweiten Neurons, das daraufhin schneller feuern kann.
SPINN-Chip: NTC/TNC-Modul 9