STDP 学习机制

STDP 学习机制

在神经科学中，神经突触可塑性是指两个神经元连接能力或突触在强度上的变化。

生理书：

突触可塑性：指突触的形态和功能可发生较为持久的改变的特性或现象

一．提出（从Hebb规则到STDP）

根据1943年Hebbian提出的学习规则，如果突触能够持续引起突触后靶神经元产生动作电位，该突触的突触效能会增加。

Henry Markram提出的Spike Timing Dependent Plasticity学习方法

----STDP，它根据神经元学习的先后顺序，调整神经元之间连接的强弱。

STDP可以说是Hebb学习的一种延伸，Hebb学习提出如果两个神经元常常一起活动，则二者之间的连接会增强。STDP则是进一步提出，两个神经元之间的活动，如果其他神经元的信息在本身活动产生之前，则两神经元之间的连接会增强。如果神经元本身产生活动之后才接受其他神经元传来的信息，则两神经元之间的额连接会减弱。

具体而言，对于一个神经元i：

1.如果在其他神经元j传递信息之后，它才产生反应，那么类似于因果关系，它和传递信息的神经元之间连接G(j→i)会加强；

2.如果它产生反应之后，其他神经元j才传递信息来，那么这个信息就有可能被忽略，即该神经元与传递信息的神经元间的连接G(j→i)

会减弱

二、数学描述

当突触前神经元的峰电位先于突触后神经元峰电

位几毫秒产生，即 t j pre ＜ t i post ，则连接两个神经元间的突触权值变大; 反之，当 t j pre > t i post ，则连接两个神经元间的突触权值变小。STDP 函数是突触前后神经元产生峰电位的时间相关性的函数，其表达式为 )(,2a t pre post - t<0

=)(w t

)(,2a t post pre t>0

是突触前峰电位到达时刻与突触后峰电位到达时刻的差值。STDP 函数的波形如图 1 所示。

三、STDP、LTP 、LTD

当突触前脉冲先于突触后脉冲到达时（pre-post spiking），能够引起长时程增强（LTP）

当突触后脉冲先于突触前脉冲到达时（post-pre spiking）,能够引起长时程抑制（LTD）