生物神经元ppt课件
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人教版高中生物必修三课件-通过神经系统的调节(54张)-PPT优秀课件
系统中，兴奋是以__电___信__号__(又叫 神经冲动 )的形式沿
着神经纤维传导的。
①静息电位的产生原理 阅读课文P18并结合图示分析回答：
★静息电位：(K+外流)内负外正
神经纤维膜内__K_+_明显高于膜外，而_N__a_低+ 于膜外，未
受刺激时，膜对__K_+_有通透性，造成K+外流，膜外侧阳
必修三 稳态与环境
第二章 动物和人体生命活动的调节
第1节 通过神经系统的调节
神经系统的组成
脑神经 周围神经
脊神经
脑 中枢 脊髓 神经
思考1：神经系统结构和功能的基本单位是什么？
神经细胞（神经元）
细胞核
轴突
树突
末梢
细胞体
+髓鞘 =神经纤维 轴突
★神经元的功能：接受刺激、产生兴奋、传导兴奋。
兴奋：指动物体或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后， 由相对静止状态变为显著活跃的状态的过程。
不是。
反射弧结构
结构破坏对功能的影响
感受器 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器
关系
既无感觉也无效应 既无感觉也无效应 既无感觉也无效应
只有感觉无效应 只有感觉无效应
反射弧中任何一个环节中断， 反射即不能发生，必须保证 反射弧结构的完整性。
《学案》P14-即时1、2
思考5：兴奋如何在神经纤维上传导的呢？
眨眼、打针时哭、 见医生哭、望梅止渴、
例子 吃梅分泌唾液、 老马识途、鹦鹉学舌、
排尿
谈虎色变
非 条 件 反 射
条 件 反 射
条件反射
例2.下列现象中哪一种是属于条件反射（ DEF ）
A.沸水烫手，立即收回
《高中生物》PPT课件
线粒体可提供合成新递质所需要的三ppt课磷件 酸腺苷。
22
2、突触
神经元之间在结构上并没有相连，每一神经元的突触小体只与 其他神经元的细胞体或树突相接触，此接触部位被称为突触。
触突
突触后膜有两种：① 细胞体膜简称胞体膜
②树突膜ppt课件
23
3、主要突触组成：
轴突与细胞体相接触
轴突与树突相接触
ppt课件
ppt课件
16
ppt课件
17
兴 奋 的 产 生 和pt课件
19
神经冲动在神经元内的传递途径是: 1.树突 细胞体 轴突 突触小体
2.细胞体 轴突 突触小体
ppt课件
20
1、神经纤维上的传导
神经元膜电位的变化过程
特点：双向传导
1静息状态的膜电位：
外正内负
2兴奋区域的膜电位： 3未兴奋区域的膜电位：
刺 局部电流
激
向与膜内电流 的方向一致
恢兴部复奋位
未兴兴奋奋 部位
动作电位：外负内正
局部电流 膜外：未兴奋部位
膜内： 兴奋部位 ppt课件
兴奋部位 未兴奋部位 15
2、神经冲动在神经纤维上传导的模式图
（1）静息电位：膜内负电、膜外正电
内负
外正
（2）局部电流：兴奋部位与末兴奋部位之间
（3）传导与恢复 恢复 传导
即只能由一个神经元速的度轴慢突（传到延下搁一）个神
经元的细胞体或树突。
兴奋在两个神经元之 间传递时发生了何种 信号的转变？
容易受外界环境影响
电信号
化学信号
ppt课件
电信号
27
递质供体：轴突末端突触小体内的突触小泡 递质移动方向：突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜（单向传递） 递质受体：突触后膜上的受体蛋白 递质作用： 使另一个神经元兴奋或抑制 递质的化学本质： 乙酰胆碱、单胺类物质等
人教版生物选择性必修一2.1 神经调节的结构基础共28张PPT
谢谢
一个神经元并使其兴奋 D 兴奋通过突触时发生了电信号化学信号
电信号的转变
当堂检测
1234
5.如图表示人体脊髓反射弧模式图，请据图回答下列问题：
(1) 刺 激 结 构 ④ 时 ， 会 产 生 具 体 效 应 的 结 构 是 [⑤]_____________，该结构在组成上包括______________ ______________。
+
+
胰高血糖素分泌 +
胰岛A细 胞
肾上腺素分泌 +
肾上腺
++ 交感神经
下丘脑 +
二、组成神经系统的细胞
神经元 神经胶质细胞
构成人体神经系统的基本单位 -------神经元
一个神经元包 括哪些部分？
（一）神经元 1、神经元的组成
细胞体 代谢和营养中心
神经细胞（神经元）
Байду номын сангаас
神经元
树突:短而多，呈树枝状
阅读教材16-19页，思考并回答以下问题：
1、人的神经系统包括哪些部分?请用概念图归纳总结. 2、躯体运动神经和内脏运动神经系统有什么区别？ 3、什么叫作自主神经系统？由那几部分组成？各部分的 区别是什么？
一、神经系统的基本结构
神 经 按分布分 系 统
周围神经系统 （按功能分）
传入神经 传出神经
感觉神经 运动神经
一、神经系统的基本结构
教材18页
一、神经系统的基本结构
通过以上讨论可以看出：奔跑等身体运动是由躯体运
动神经支配的，他明显受到意识的支配；而由惊恐所引起的 心跳与呼吸的变化是由内脏运动神经控制的，是不随意的 。
支配内脏，血管和腺体的传出神经，他们的活动不受到意识
人教版高中生物必修三第二章第1节《通过神经系统的调节》 课件 (共72张PPT)
膜内负电荷
膜外正电荷
神经冲动在神经纤维上传导
刺激
神经冲动在神经纤维上传导
动作电位：受刺激时（兴奋状态） 外负内正(Na+内流,协助扩散)
刺激
神经冲动在神经纤维上传导(动作电位）
局部电流 刺激
电流方向 膜外:未__兴_奋__区__域__流_向__兴__奋__区_域_______ 膜内:兴__奋__区__域_流__向__未__兴_奋__区__域______
神经节
有神经节的是传入神经
P22 基础题 1学案自主探究问题2 如果支配左腿的传入神经及中枢完整，而传出神经受
B 损，那么左腿会：（ ）
A．能运动，针刺有感觉 B.不能运动，针刺有感 觉 C．能运动，针刺无感觉 D.不能运动，针刺无感 觉
学案自主探究问题2 反射和反射弧当堂练一练
2：“小儿麻痹症”是由于病毒侵染了位于脊髓的
2、完成反射活动的结构基础是_反__射_弧_ 。
反射的过程：感受器―→①传__入__神__经___―→②_神__经__中__枢__ ―→传出神经―→③_效__应__器__
。
反射发生的条件:①完整的反射弧。②有效的外界刺激。
例：写出 a b c e f 所代表的结构名称。 a 效应器 b 传出神经 c 神经中枢 e 传入神经 f 感受器
刺激后，由
状态变为
状态的过程。
3．反射弧包括
、、
、
、
五部分。
？ 感受器接受一定的刺激后产生的兴奋怎样传导
感受器
传入神经 效应器
传出神经
二、兴奋的传导
1．兴奋的概念
指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外 界刺激后由_相__对__静__止__状态变为_显__著__活__跃__状态的过程
膜外正电荷
神经冲动在神经纤维上传导
刺激
神经冲动在神经纤维上传导
动作电位：受刺激时（兴奋状态） 外负内正(Na+内流,协助扩散)
刺激
神经冲动在神经纤维上传导(动作电位）
局部电流 刺激
电流方向 膜外:未__兴_奋__区__域__流_向__兴__奋__区_域_______ 膜内:兴__奋__区__域_流__向__未__兴_奋__区__域______
神经节
有神经节的是传入神经
P22 基础题 1学案自主探究问题2 如果支配左腿的传入神经及中枢完整，而传出神经受
B 损，那么左腿会：（ ）
A．能运动，针刺有感觉 B.不能运动，针刺有感 觉 C．能运动，针刺无感觉 D.不能运动，针刺无感 觉
学案自主探究问题2 反射和反射弧当堂练一练
2：“小儿麻痹症”是由于病毒侵染了位于脊髓的
2、完成反射活动的结构基础是_反__射_弧_ 。
反射的过程：感受器―→①传__入__神__经___―→②_神__经__中__枢__ ―→传出神经―→③_效__应__器__
。
反射发生的条件:①完整的反射弧。②有效的外界刺激。
例：写出 a b c e f 所代表的结构名称。 a 效应器 b 传出神经 c 神经中枢 e 传入神经 f 感受器
刺激后，由
状态变为
状态的过程。
3．反射弧包括
、、
、
、
五部分。
？ 感受器接受一定的刺激后产生的兴奋怎样传导
感受器
传入神经 效应器
传出神经
二、兴奋的传导
1．兴奋的概念
指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外 界刺激后由_相__对__静__止__状态变为_显__著__活__跃__状态的过程
七年级下册生物《神经元的结构与功能》课件
神经末梢
细胞体 （集中部位为灰质）
树突 （集中部位为白质） 轴突 长突起
＋ 鞘 神经纤维
神经末梢 神经
three 概念辨析
神经的组成
神经纤维
一束神经纤维 神经
神经由神经元的 神经纤维 集结成束而成
four 能力提升 思 维 导 图
请同学们完成学案 中的思维导图
four 能力提升 思 维 导 图
第六章 人体生命活动的调节
神经元的结构与功能
one 第八温章故知新
神经系统的组成和功能
神经
脑 脊髓
大脑：具有感觉、运动、 语言等多种神经中枢，调 节人体多种生理活动。
小脑：协调运动、维持身体 平衡。
脑
中 枢
脑干：专门调节心跳、呼吸、 血压等人体基本的生命活动。
神 经 系
神 经
脊髓
脊髓：具有反射和传导功能。
• 人体内有数以亿计的神经元。各个神经元的突起末 端都与多个神经元的突起相连接，形成非常复杂的网络。 这就是人体内的信息传递和处理系统。
three 概念辨析 神经元、神经纤维、神经末梢、神经
神 经 元：构成神经系统结构和功能的基本单位。 神经纤维：长的突起外表大都套有一层鞘，组成神经纤维。 神经末梢：神经纤维末端的细小分支叫做神经末梢，它们分布在全身各处。 神 经：神经纤维集结成束，外面包有膜，构成一条神经。
细胞体
神
经
树突
元
突起
集合成束
轴突 ＋ 鞘 神经纤维
末端的细 小分支
神经 神经末梢
four第八能章力提升
小试牛刀
1.神经元是神经系统结构和功能的基本单 位，它又叫 神经细胞 。 2.一个神经元的结构包括 细胞体 和 突起 ，在
神经9-生理学课件
Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位
突触小泡中兴奋性递质释放
递质与突触后膜受体结合
突触后膜离子通道开放
Na+(主) K+通透性↑
Na+内流、 K+外流 去极化
EPSP
生理教研室 lixu
生理学课件
（2）抑制性突触后电位(IPSP)
突触前轴突末梢的AP Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位 突触小泡中抑制性递质释放
NE－－－－－－－－使输精管平滑肌收缩
神经肽Y (NPY)－－－不能直接收缩输精管，但可抑制 突触前NE的释放量
生理教研室 lixu
生理学课件
（4）神经调质的概念 神经调质的作用是与相应受体结合后，调节
和改变原有的突触传递效能，并不直接引起突触 后电位。
神经肽
生理教研室 lixu
生理学课件
2.中枢主要的神经递质
生理教研室 lixu
生理学课件
① 传入侧支性抑制(afferent collateral inhibition)
传入纤维兴奋某一中枢神经元的同时，其侧支兴奋另一抑制性 中间神经元，通过抑制性递质转而抑制另一中枢，后者常为功能相 反的中枢，故又称交互抑制(reciprocal inhibition)。
AB
A
B
生理教研室 lixu
机制生：理学课件先刺激轴B
轴B兴奋释放递质(GABA)
轴A部分去极化
B
在此基础上再刺激轴A
B
A
轴A产生AP幅度↓
A
轴A Ca2+内流量↓
轴A释放递质量↓ 胞EPSP幅度↓
特征：是去极化抑制。
胞不易总和达到阈电位而兴奋 = 胞抑制
突触小泡中兴奋性递质释放
递质与突触后膜受体结合
突触后膜离子通道开放
Na+(主) K+通透性↑
Na+内流、 K+外流 去极化
EPSP
生理教研室 lixu
生理学课件
（2）抑制性突触后电位(IPSP)
突触前轴突末梢的AP Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位 突触小泡中抑制性递质释放
NE－－－－－－－－使输精管平滑肌收缩
神经肽Y (NPY)－－－不能直接收缩输精管，但可抑制 突触前NE的释放量
生理教研室 lixu
生理学课件
（4）神经调质的概念 神经调质的作用是与相应受体结合后，调节
和改变原有的突触传递效能，并不直接引起突触 后电位。
神经肽
生理教研室 lixu
生理学课件
2.中枢主要的神经递质
生理教研室 lixu
生理学课件
① 传入侧支性抑制(afferent collateral inhibition)
传入纤维兴奋某一中枢神经元的同时，其侧支兴奋另一抑制性 中间神经元，通过抑制性递质转而抑制另一中枢，后者常为功能相 反的中枢，故又称交互抑制(reciprocal inhibition)。
AB
A
B
生理教研室 lixu
机制生：理学课件先刺激轴B
轴B兴奋释放递质(GABA)
轴A部分去极化
B
在此基础上再刺激轴A
B
A
轴A产生AP幅度↓
A
轴A Ca2+内流量↓
轴A释放递质量↓ 胞EPSP幅度↓
特征：是去极化抑制。
胞不易总和达到阈电位而兴奋 = 胞抑制
高中生物第一课神经调节 优秀课件
A.①代表传出神经 B.刺激Ⅰ处有反响，但不能叫反射
C.M代表效应器
D. S代表感受器
2.如图为脊髓反射模式图，请答复：
〔3〕假设M是一块肌肉，现切断a处。分别用阈值以上的电流刺激 Ⅱ、Ⅲ两处，
收缩 那么发生的情况是：刺激Ⅱ处，肌肉______；
刺激Ⅲ处，肌肉__不___收_。缩
反射弧
实验：
指针偏转方向： +
练习：1.“小儿麻痹症〞是由于病毒侵染了位于脊髓的传出 神经元的细胞体，而传入神经元及神经中枢未受到侵染。所以，
B “小儿麻痹症患者〞会表现出下肢( )
A．能运动，对刺激有感觉 B．运动障碍，对刺激有感觉 C．能运动，对刺激无感觉 D．运动障碍，对刺激无感觉
2.如图为脊髓反射模式图，请答复：
A 〔1〕以下对反射弧结构的表达中，错误的选项是〔 〕
（食物）
无关刺激
（铃声）
多次 结合
无关刺激变 成条件刺激
条件反 射建立
先天、低级、永久 后天、高级、暂时
生存必备
提高机体对复杂环
是条件反射的根底 境的适应能力
思考：1、说出完成一反射活动需哪源自结构？2、一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗？ 至少需要几个？
反射弧
反射发生的条件：
①完整的反射弧。 ②适宜刺激。
C 向箭头表示传导方向)，其中正确的选项是( ) )
+
与电流流过电
表的方向一致 a 图1
b
+
-
a
图3
b
刺 激
-
+
+
-+
a
图2
b
a
图4
b
神经表面电位差的实验示意图
C.M代表效应器
D. S代表感受器
2.如图为脊髓反射模式图，请答复：
〔3〕假设M是一块肌肉，现切断a处。分别用阈值以上的电流刺激 Ⅱ、Ⅲ两处，
收缩 那么发生的情况是：刺激Ⅱ处，肌肉______；
刺激Ⅲ处，肌肉__不___收_。缩
反射弧
实验：
指针偏转方向： +
练习：1.“小儿麻痹症〞是由于病毒侵染了位于脊髓的传出 神经元的细胞体，而传入神经元及神经中枢未受到侵染。所以，
B “小儿麻痹症患者〞会表现出下肢( )
A．能运动，对刺激有感觉 B．运动障碍，对刺激有感觉 C．能运动，对刺激无感觉 D．运动障碍，对刺激无感觉
2.如图为脊髓反射模式图，请答复：
A 〔1〕以下对反射弧结构的表达中，错误的选项是〔 〕
（食物）
无关刺激
（铃声）
多次 结合
无关刺激变 成条件刺激
条件反 射建立
先天、低级、永久 后天、高级、暂时
生存必备
提高机体对复杂环
是条件反射的根底 境的适应能力
思考：1、说出完成一反射活动需哪源自结构？2、一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗？ 至少需要几个？
反射弧
反射发生的条件：
①完整的反射弧。 ②适宜刺激。
C 向箭头表示传导方向)，其中正确的选项是( ) )
+
与电流流过电
表的方向一致 a 图1
b
+
-
a
图3
b
刺 激
-
+
+
-+
a
图2
b
a
图4
b
神经表面电位差的实验示意图
初中七年级生物下册人教版神经系统的组成 (1)ppt课件
课堂小结
神经系统结构和功能的基本单位： 神经元又叫 神经细胞
的兴奋性，保持神经系统的健康。
课堂小结
大脑
有多种神经中枢，人体最高 级中枢
神 经 系
中脑
枢 神 经
小脑 脑干
协调运动， 维持身体平衡
调节人体基本的生命活动
统 的
系
统 脊髓
能对刺激产生有规律的反应，并传导到大脑，脑和躯 干、内脏之间的联系通路
组
成
神经 脊神经 传导神经冲动
（周围神经系 统）Βιβλιοθήκη 脑神经传导神经冲动
左半球
右半球
大大增加大脑皮层的总面积和 神经细胞的数量
大脑皮层约有140亿个神经细胞
大脑的功能：
大脑皮层：
神经中 枢
具有多种生命活动的功能区
躯体运动中枢 躯体感觉中枢 语言中枢 视觉、听觉中枢等
语言中枢 是人类特有的功能区， 是其他动物所没有的。
大脑的主要功能
• 是中枢神经系统的主要部分，由左右两大脑半球 组成，为脑的最大部分;
具有感觉、语言、运动等多种神经中枢，调节人体多 种生理活动
使运动协调、准确，维持身体平衡
有些部位专门调节心跳、呼吸、血压等人体基本 生命活动
能对外界或体内的刺激产生有规律的反应，还能将对这些刺 激的反应传导到大脑，是脑与躯干、内脏之间的联系通路
周 围 脑神经 神 经 系 统 脊神经
传导神经冲动 传导神经冲动
• 躯体运动中枢
思考题 2．某人喝醉酒了，走路摇摇晃晃，站立不稳，
这是由于脑的哪一部分被酒精麻痹而引起的？
小脑
思考题 • 3．胸段脊髓完全横断的病人，为什么会出现大
小便失禁？
• 损伤了控制排尿的神经，排尿的神经中枢在腰 部脊髓。
4.6.2 神经系统的组成课件(32张PPT)-2022-2023学年北人教版七年级生物下册
新知讲解
神经元
神经元又叫神经细胞，是神经系统结构和功能的基本单位，包括细胞体
和突起在神经系统中除了神经元之外，还有数量庞大的神经胶质细胞。图中神经元旁边那些深色的小点就 是胶质细胞的细胞核，它们给神经元提供营养 和支持等。
新知讲解
细胞膜 细胞体 细胞核
细胞质
神经元 突起
课堂练习
3.由功能相同的神经元细胞体汇集在一起，调节人体某一项相应的生理 活动的结构是（ D ） A. 中枢神经 B. 脑 C. 脑干 D. 神经中枢
4.细胞的基本结构和功能相适应，关于下图，各叙述中不正确的( A ) A. 甲图中细胞有很多突起，有利于进行物质交换 B. 乙图中细胞中有叶绿体，有利于进行光合作用 C. 丙图中细胞上有纤毛，便于运动 D. 丁图中细胞上有丰富的血红蛋白，有利于运输氧
糊，说明人体神经系统的哪个部位遭到破坏（ A ）
A. 大脑皮层
B. 小脑
C. 脑干
D. 神经
课堂练习
7．下列结构中，属于中枢神经系统的是（ A ） A．脑 B．脑神经 C．脊神经 D．感受器
8．下列关于神经系统组成的叙述中，正确的是（ A ） A．神经系统是由脑、脊髓和它们发出的神经组成的 B．脑和脊髓组成了周围神经系统 C．脑神经和脊神经构成中枢神经系统 D．脑分为大脑和小脑两部分
脑神经 脊神经
神经系统的组成 神经系统各组成部分的功能
具有感觉、运动、语言等神经中枢 使运动协调、准确、维持身体平衡
有专门调节心跳、呼吸、血压等人体基本生 命活动的部位 能对外界或体内的刺激产生有规律的反应， 还能将对这些刺激的反应传导到大脑（传 导），是脑与躯干、内脏之间的联系通路
传导神经冲动 传导神经冲动
课堂总结
BP神经网络PPTppt课件
输 入 至 网 络 , 由 前 向 后 ， 逐 层 得 到 各 计 算 单 元 的 实 际 输 出 y：
对 于 当 前 层 l 的 第 j个 计 算 单 元 ,j 1,..., nl
该
单
元
的
净
输
入
实
际
输
出
n l1
n
e
t
l j
Ol l 1 ij i
i 1
O
l j
f
n
e
t
l j
1
=
1+
e
➢ 可见层
输入层 (input layer) 输入节点所在层，无计算能力
输出层 (output layer) 节点为神经元
➢ 隐含层( hidden layer) 中间层，节点为神经元
可编辑课件PPT
20
具有三层计算单 元的前馈神经网络结 构
可编辑课件PPT
21
2. 感知器神经网络(感知器)、感知器神经元
s ig n 型 函 数 ， 不 可 微 ； 对 称 硬 极 限 函 数 ；
双
极
函
数
f
net
=
sgn
net
=
1
-
1
net 0 net < 0
m atlab函 数 hardlim s
D .阈 值 函 数
f
net
=
-
net net <
其 中 , , 非 负 实 数
可编辑课件PPT
单层感知器网络
感知器神经元
可编辑课件PPT
22
2. 感知器神经网络、感知器神经元(续)
感知器神经元的传递函数
相关主题
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10
激活函数(激励函数、活化函数)
每个生物神经元有一个阈值，当输入信号累加效果 超过阈值时，神经元处于激活状态，否则处于抑制 状态。
希望人工神经元有一个更一般的变换函数，来执行 该神经元获得的网络输入的变换，这就是激活函数。
o=f(net)
xx2 1w2w1 xnwn
net=XW
o=f(net)
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空间模式与时空模式
网络在某一时刻的状态所确定模式称为空间模式 以时间维为轴展开的空间模式系列称为时空模式 他们如同一幅画面与整个电影的关系 当研究稳定性和网络训练的收敛过程时涉及时空模式 一般情况下，只涉及空间模式
22
人工神经网络的训练
人工神经网络的学习过程就是对它的训练过程 训练：
输入样本向量 调整权矩阵 将样本集的内涵以联结权矩阵的方式存储起来 使网络接收输入时，可以给出适当的输出
无导师训练的Hebb算法
Wij(t+1)=Wij(t)+ßoi(t)oj(t)
其中： Wij(t+1)、 Wij(t)为神经元i联结到 神经元j的联结在t+1时刻和t时刻的强度
oi(t)、oj(t)为这两个神经元t时刻的输出，
ß为给定的学习效率。
25
人经元的网络输入
1、设n个输入分别为x1 , x2 , … , xn，对应的权分别为 w1, w2, …, wn，即有输入向量和权向量：
X=(x1 , x2 , … , xn)
W=(w1, w2, …, wn)
神经元网络输入： net=xiwi
xx2 1w2w1 xnwn
net=XW
net=XW
神经网络是一个由大量简单的处理单元组成的高 度复杂的大规模非线性自适应系统 它由处理单元及称为联结的无向信号通道互连而成
6
神经网络模拟人脑的四个方面
1、物理结构：人脑神经细胞约1010~1011个 2、计算模拟：大规模并行处理 3、存储与操作：信息分布存放，容错、联想能力强 4、训练：从实践中获取知识----学习算法
第j-1层到第j层的联结矩阵称第j层联结矩阵，记W( j) 19
非线性激活函数
非线性激活函数在多级网络中其着非常重要的作用。 如果采用线性激活函数，则多级网的功能不会超过 单级网的功能。
20
网络模式的概念
所有的信息都是以模式的形式表现出来的。 输入向量是模式； 输出向量是模式； 同层神经元的某一时刻的状态是模式； 所有神经元的某一时刻的状态是模式； 权矩阵及其所含的向量都是模式。
11
激活函数的种类
1、线性函数 2、非线性斜面函数 3、阈值函数，又称阶跃函数 4、S型函数
12
S型激活函数的特性
1、非线性 2、处处连续可导 3、有较好的增益控制—防止网络进入饱和状态
o
net 0
13
人工神经元，M-P模型
将基本模型和激活函数合在一起就构成了人工神经元 这就是著名的McCulloch-Pitts模型，M-P模型 也称处理单元PE
O=F(NET)
17
多级网
研究表明，单级网的功能是有限的，适当增加网络 的层数是提高网络计算能力的一个途径。
x1 x2
.
o1
.
o2
xn
. om
18
多级网的几个约定
输入层：只起到输入信号的扇出作用，不记入层数。 第j层：第j-1层的直接后续层。 输出层：网络的最后一层，具有最大层号，
负责输出网络的计算结果。 隐藏层：网络输入层与输出层以外的层 层数：网络输入层的层号
23
人工神经网络的无导师训练
其训练集中只含一些输入向量，训练算法致力于修 改权矩阵，以使网络对一个输入能够给出相容的输 出，即相似的输入向量可以得到相似的输出向量。
无导师训练算法用来将训练样本集合中蕴涵的统计 特性抽取出来，并以联结权矩阵的方式存储起来， 使网络可以按照网络向量的相似性进行分类。
24
o2
xn
om
简单单级网 16
简单单级网的输入输出
w11 w12 … w1m
权矩阵： W=(wij)= w21 w22 … w2m
wn1 wn2 … wnm
输入层第j个神经元的网络输入为：
从而有
netj =x1w1j+x2w2j+…+xnwnj NET= (net1 , net2 ,… netm )
生物神经元
1
生物神经网络
• 生物神经系统是由大量神经细胞（神经元）组 成的一个复杂的互联网络。据统计，人类大脑 约有1010－1011个神经元，每个神经元与103 －105个其它的神经元互相连接，从而构成一 个极为庞大复杂的网络。神经元的结构总体来 讲可分为三个部分：胞体（Soma），树突 （Dendrites）和轴突（Axon）。
2
生物神经网络工作机理1
• 在突触的接受侧，信号被送入胞体，在胞体内 进行综合，有的信息起刺激作用，有的起抑制 作用，当胞体中接受的累加刺激超过一个阈值 时，胞体被激发，此时它沿轴突通过树突向其 它神经元发出信号。
3
生物神经网络工作机理2
• 一个神经元沿轴突通过树突发出的信号是相同 的，而这个信号可能对接受它的不同神经元有 不同的效果，这一效果主要有突触决定：突触 的“联结强度”越大，接受的信号就越强，反 之，就越弱。
• 突触的“联结强度”可以随系统受到的训练而 被改变。
4
生物神经元的六个基本特征
1、神经元及其联结
2、联结强度决定信号传递的强弱
3、联结强度可以随训练而改变
4、信号可以是刺激作用的，也可以是抑制的
5、一个神经元接受的信号的累积效果决定 该神经元的状态
6、每个神经元可以有一个“阈值”
5
神经网络的定义
xx21ww2 1 xnwn
net=XW
o=f(net)
14
人工神经网络的简化画法
用节点代表神经元，加权有向边代表从神经元到 神经元之间的有向联结，权代表联结强度，箭头 代表信号的传递方向。
15
简单单级网
输入层的神经元不对输入信号做任何处理，它们只 起到对输入向量X的扇出作用。
x1
w11
o1
x2
7
构造人工神经元的要求
神经元是构成神经网络的最基本单元 要构造神经网络必须先构造人工神经元 人工神经元应是简单实现的数学模型 人工神经元应该能模拟生物神经元的工作机理
8
人工神经元的构造方法
对于每个神经元，它可以接受来自系统其他 神经元的输入信号 每个输入信号对应一个权，相当于突触的“联结强度” 所有输入的加权和决定该神经元的激活状态
激活函数(激励函数、活化函数)
每个生物神经元有一个阈值，当输入信号累加效果 超过阈值时，神经元处于激活状态，否则处于抑制 状态。
希望人工神经元有一个更一般的变换函数，来执行 该神经元获得的网络输入的变换，这就是激活函数。
o=f(net)
xx2 1w2w1 xnwn
net=XW
o=f(net)
21
空间模式与时空模式
网络在某一时刻的状态所确定模式称为空间模式 以时间维为轴展开的空间模式系列称为时空模式 他们如同一幅画面与整个电影的关系 当研究稳定性和网络训练的收敛过程时涉及时空模式 一般情况下，只涉及空间模式
22
人工神经网络的训练
人工神经网络的学习过程就是对它的训练过程 训练：
输入样本向量 调整权矩阵 将样本集的内涵以联结权矩阵的方式存储起来 使网络接收输入时，可以给出适当的输出
无导师训练的Hebb算法
Wij(t+1)=Wij(t)+ßoi(t)oj(t)
其中： Wij(t+1)、 Wij(t)为神经元i联结到 神经元j的联结在t+1时刻和t时刻的强度
oi(t)、oj(t)为这两个神经元t时刻的输出，
ß为给定的学习效率。
25
人经元的网络输入
1、设n个输入分别为x1 , x2 , … , xn，对应的权分别为 w1, w2, …, wn，即有输入向量和权向量：
X=(x1 , x2 , … , xn)
W=(w1, w2, …, wn)
神经元网络输入： net=xiwi
xx2 1w2w1 xnwn
net=XW
net=XW
神经网络是一个由大量简单的处理单元组成的高 度复杂的大规模非线性自适应系统 它由处理单元及称为联结的无向信号通道互连而成
6
神经网络模拟人脑的四个方面
1、物理结构：人脑神经细胞约1010~1011个 2、计算模拟：大规模并行处理 3、存储与操作：信息分布存放，容错、联想能力强 4、训练：从实践中获取知识----学习算法
第j-1层到第j层的联结矩阵称第j层联结矩阵，记W( j) 19
非线性激活函数
非线性激活函数在多级网络中其着非常重要的作用。 如果采用线性激活函数，则多级网的功能不会超过 单级网的功能。
20
网络模式的概念
所有的信息都是以模式的形式表现出来的。 输入向量是模式； 输出向量是模式； 同层神经元的某一时刻的状态是模式； 所有神经元的某一时刻的状态是模式； 权矩阵及其所含的向量都是模式。
11
激活函数的种类
1、线性函数 2、非线性斜面函数 3、阈值函数，又称阶跃函数 4、S型函数
12
S型激活函数的特性
1、非线性 2、处处连续可导 3、有较好的增益控制—防止网络进入饱和状态
o
net 0
13
人工神经元，M-P模型
将基本模型和激活函数合在一起就构成了人工神经元 这就是著名的McCulloch-Pitts模型，M-P模型 也称处理单元PE
O=F(NET)
17
多级网
研究表明，单级网的功能是有限的，适当增加网络 的层数是提高网络计算能力的一个途径。
x1 x2
.
o1
.
o2
xn
. om
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多级网的几个约定
输入层：只起到输入信号的扇出作用，不记入层数。 第j层：第j-1层的直接后续层。 输出层：网络的最后一层，具有最大层号，
负责输出网络的计算结果。 隐藏层：网络输入层与输出层以外的层 层数：网络输入层的层号
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人工神经网络的无导师训练
其训练集中只含一些输入向量，训练算法致力于修 改权矩阵，以使网络对一个输入能够给出相容的输 出，即相似的输入向量可以得到相似的输出向量。
无导师训练算法用来将训练样本集合中蕴涵的统计 特性抽取出来，并以联结权矩阵的方式存储起来， 使网络可以按照网络向量的相似性进行分类。
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o2
xn
om
简单单级网 16
简单单级网的输入输出
w11 w12 … w1m
权矩阵： W=(wij)= w21 w22 … w2m
wn1 wn2 … wnm
输入层第j个神经元的网络输入为：
从而有
netj =x1w1j+x2w2j+…+xnwnj NET= (net1 , net2 ,… netm )
生物神经元
1
生物神经网络
• 生物神经系统是由大量神经细胞（神经元）组 成的一个复杂的互联网络。据统计，人类大脑 约有1010－1011个神经元，每个神经元与103 －105个其它的神经元互相连接，从而构成一 个极为庞大复杂的网络。神经元的结构总体来 讲可分为三个部分：胞体（Soma），树突 （Dendrites）和轴突（Axon）。
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生物神经网络工作机理1
• 在突触的接受侧，信号被送入胞体，在胞体内 进行综合，有的信息起刺激作用，有的起抑制 作用，当胞体中接受的累加刺激超过一个阈值 时，胞体被激发，此时它沿轴突通过树突向其 它神经元发出信号。
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生物神经网络工作机理2
• 一个神经元沿轴突通过树突发出的信号是相同 的，而这个信号可能对接受它的不同神经元有 不同的效果，这一效果主要有突触决定：突触 的“联结强度”越大，接受的信号就越强，反 之，就越弱。
• 突触的“联结强度”可以随系统受到的训练而 被改变。
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生物神经元的六个基本特征
1、神经元及其联结
2、联结强度决定信号传递的强弱
3、联结强度可以随训练而改变
4、信号可以是刺激作用的，也可以是抑制的
5、一个神经元接受的信号的累积效果决定 该神经元的状态
6、每个神经元可以有一个“阈值”
5
神经网络的定义
xx21ww2 1 xnwn
net=XW
o=f(net)
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人工神经网络的简化画法
用节点代表神经元，加权有向边代表从神经元到 神经元之间的有向联结，权代表联结强度，箭头 代表信号的传递方向。
15
简单单级网
输入层的神经元不对输入信号做任何处理，它们只 起到对输入向量X的扇出作用。
x1
w11
o1
x2
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构造人工神经元的要求
神经元是构成神经网络的最基本单元 要构造神经网络必须先构造人工神经元 人工神经元应是简单实现的数学模型 人工神经元应该能模拟生物神经元的工作机理
8
人工神经元的构造方法
对于每个神经元，它可以接受来自系统其他 神经元的输入信号 每个输入信号对应一个权，相当于突触的“联结强度” 所有输入的加权和决定该神经元的激活状态