STDP突触设计（一）

最近看了很多的STDP的工作原理，比如

SNN系列｜学习算法篇(6)脉冲时序依赖可塑性STDP_脉冲时间依赖可塑性-CSDN博客

Spike-Timing Dependent Plasticity - Scholarpedia

这两篇的介绍的代码非常的详细，我就不再赘述了

我设计的STDP的是基于最邻近匹配的：

#include
#include
#include 

using namespace std;

class Neuron
{
private:
	vector spikeList; //脉冲的序列

public:
	double last_fired; //神经元的上次发放脉冲的时间

	void update(int i , vector* e)
	{
		if (spikeList[i] == 1)
		{
			last_fired = (i + 1) * 0.1; //仿真的精度为0.1ms

			e->push_back(i);
		}
	}

	Neuron(vector spikeList_) :last_fired(-1.0),spikeList(spikeList_)
	{
		
	}
};

class STDP
{
private:
	const double A_pos = 0.1;  // 正向权重更新速率
	const double A_neg = 0.1;  // 负向权重更新速率
	const double tau = 20.0;   // 时间常数

	double weight; //突触的权重
public:
	Neuron* post;
	Neuron* pre;
	void update()
	{
		
		if (pre->last_fired != -1.0 && post->last_fired != -1.0)
		{

			// 根据时间差计算权重更新
			double Delta_t = pre->last_fired - post->last_fired;
			double Delta_w;
			if (Delta_t > 0)
			{
				//促进作用
				Delta_w = A_pos * exp(-Delta_t / tau);
			}
			else if(Delta_t < 0)
			{
				//抑制作用
				Delta_w = - A_neg * exp(-Delta_t / tau);
			}
			else
			{
				Delta_w = 0;
			}
			weight += Delta_w;
			cout <<"突触更新后权重变为" << weight << endl;
		}
	}
	STDP(Neuron* pre_, Neuron* post_) :pre(pre_), post(post_),weight(2.0)
	{
		
	}
};

int main()
{
	// 初始化两个神经元的脉冲序列
	vector spike1 = { 0,1,0,0,0,1,0,0,1,0 };
	vector spike2 = { 0,0,0,1,0,0,1,0,0,1 };

	// 初始化神经元
	vector group;
	Neuron n1(spike1);
	Neuron n2(spike2);
	group.push_back(n1);
	group.push_back(n2);
	// 初始化突触
	STDP s(&group[0], &group[1]);

	vector event(0);//脉冲事件

	// 模拟STDP
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		for (auto& neuron : group)
		{
			neuron.update(i,&event);
		}
		//只有神经元发射脉冲才更新
		if (event.size() > 0)
		{
			s.update();
		}
		event.clear();
	}

	return 0;
}

仿真的结果为：

 

缺点：

1. 没有考虑突触的延迟机制
2. 这种算法仅仅适合事件驱动的方式，但是不符合我设计的SNN的混合驱动的模式

回来我会写出符合我之前设计的代码。