Evolving adaptive coincidence-detecting neurons W. Garrett Mitchener College of Charleston January 10, 2015 W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 1 / 23
Neurons & action potentials Neurons and action potentials W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 2 / 23
Neurons & action potentials synapse dendrites axon soma W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + Na + K + K + K + K + Na + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + K + K + K + K + Na + K + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + Na + K + K + K + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + Na + K + K + K + Na + K + Na + K + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + Na + K + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + Na + K + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + K + K + K + K + K + Na + K + K + Na + Na + Na + K + K + K + K + K + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + K + K + K + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + K + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 3 / 23
Neurons & action potentials W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 4 / 23
Neurons & action potentials Na + Ca 2+ K + W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 4 / 23
Neurons & action potentials W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 5 / 23
Neurons & action potentials In: ╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌ Out: ╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌ In: ╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌╌╌╌ Out: ╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌ In: ╌╌╌╌┸┸╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌ Out: ╌╌╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌ In: ╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌╌╌╌┸╌┸╌╌╌╌╌╌ Out: ╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌╌┸╌╌╌╌╌ W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 6 / 23
Utrecht machine Utrecht machine W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 7 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Design of discrete biochemistry W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 8 / 23
Utrecht machine Utrecht machine Activation array: A [ p ] = how many molecules of type p Think transcription factors matching promoter A [ 0 ] = 0 pattern in DNA . . . A [ 3 ] = 11 . . . A [ 41 ] = 1 . . . W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 9 / 23
Utrecht machine Utrecht machine Activation array: Input: If input is on then A [ 0 ] = 0 add 8 to A [ 3 ] . . . A [ 3 ] = 11 . . . A [ 41 ] = 1 . . . W. Garrett Mitchener (C of C) Evolving neurons January 10, 2015 9 / 23
Recommend
More recommend