Description of how it is possible to connect a humen neural network with electronics, make it learn and answers commands. "Cremino" is the first hybrid human-electronic creature.
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The first human-electronic creature: Cremino
1. LiVinG NeTWorkS LaB
Dal 2002 il Living Networks
Lab (Dipartimento di Scuenze
dellInformazione - Universit
di Milano) lavora con culture
di neuroni su MEA (array di
microelettrodi)
Il gruppo 竪 composto da
fisici, elettronici, informatici e
biotecnologi, con il supporto
di un laboratorio biologico
esterno.
2. LiVinG NeTWorkS LaB
Obiettivo del gruppo 竪 lo sviluppo della ricerca nel
campo della biologia computazionale, della bionica e
dellIntelligenza Artificiale.
Il gruppo ha effettuato molti esperimenti sullo sviluppo e
lanalisi di strutture organizzate di reti neurali biologiche
adese a supporto elettronico.
3. Ambiti di ricerca
Ricerca in campo neurofisiologico:
metodo di decodifica di segnali provenienti da reti di
neuroni; non esistono ad oggi interpretazioni
sperimentali della semantica dei segnali gestiti da reti
di cellule nervose
Ricerca in campo robotico:
sistema bionico in grado di apprendere e di guidare
attuatori
4. Ambiti di ricerca
Ricerca nel campo delle reti neurali artificiali (ANN):
implementazione di una rete software
autoorganizzante in grado di fornire un output esplicito
e di funzionare in tempo reale
Ricerca nel campo del supporto dellhandicap:
metodo per implementare in futuro protesi
direttamente impiantate nel sistema nervoso centrale
per sostituire porzioni di cervello danneggiate e/o
guidare arti naturali o artificiali
5. Struttura del neurone
La scoperta della struttura
del neurone risale al 1965
(Deiters)
Il neurone 竪 dotato di un
soma, di un assone, dei
dendriti e delle sinapsi
Ram嘆n y Cajal evidenzia i
dendriti e gli assoni con il
metodo di Golgi
7. La trasmissione
dei segnali neurali
La trasmissione dei
segnali nei neuroni
avviene per via
elettrochimica
Larrivo di un segnale
elettrico libera dei
neurotrasmettitori che
attraversano la fessura
sinaptica e vengono
riconvertiti in segnali
elettrici
9. Il potenziale dazione (spike)
Il potenziale dazione 竪 il
segnale che si propaga
attraverso le cellule neurali
lungo lassone
Si innesca quando il
potenziale di membrana si
allontana dal suo valore di
riposo superando una
certa soglia
10. Modello del potenziale dazione
A.C. Hodgkin e A.F. Huxley
nel 1952 hanno aperto le
porte ad una comprensione
dettagliata di come i segnali
elettrofisiologici siano
trasmessi all'interno del
sistema nervoso
n indica la frazione di canali K+ (potassio) aperti, m la frazione di canali
Na+ (sodio) attivati, h la frazione di canali Na+ (sodio) inattivati
11. Studio della codifica
dellinformazione neurale
Lo studio della codifica dell informazione neurale 竪
basata sull implementazione di analisi statistiche
Attualmente si ritiene che la maggior partedelle
informazioni rilevanti, se non tutte, siano contenute nel
tasso medio di firing del neurone
Oltre al firing rate si considera lInter Spike Interval (ISI)
che 竪 lintervallo temporale che intercorre tra due spikes
successivi.
12. Tecniche di misura del
segnale neurale
Gran parte della moderna neurofisiologia 竪 basata su
studi sperimentali con tecnica patch-clamp
Il metodo del patch-clamp risale al 1983 (Sakmann
and Neher), ed 竪 effettuato tramite una micropipetta di
vetro
Misura il potenziale a cavallo della membrana cellulare
Misura anche il potenziale allinterno della membrana
cellulare se si perfora la membrana
13. Interfacciamento fra neuroni e
circuiti elettronici
Nei primi anni novanta fu stabilita per la prima
volta uninterfaccia elettrica tra cellule nervose e
microstrutture semiconduttrici, utilizzando i
neuroni delle sanguisughe, uniti a transistor
disposti su una piastra di silicio (Fromherz)
In seguito Fromherz ha approfondito la natura
della giunzione neurone-silicio perfezionando la
tecnica di interfacciamento
14. Interfacciamento fra neuroni e
circuiti elettronici
Nel 2000 un team di ricercatori della
Northwestern University di Chicago,
dellUniversit dellIllinois e dellUniversit di
Genova ha creato una creatura ibrida costituita da
un corpo meccanico controllato dal cervello di
lampreda marina
Nel 2002 Fromherz ha coltivato delle cellule
nervose su elettrodi di silicio: le cellule nervose
hanno formato sinapsi con gli elettrodi di silicio
che rispondevano a stimoli elettrici
15. Interfacciamento fra neuroni e
circuiti elettronici
Nel 2003 il gruppo della Duke University 竪 riuscito
a collegare 320 microelettrodi alle cellule nel
cervello di una scimmia, permettendo di tradurre
direttamente i segnali elettrici in istruzioni per il
computer, in grado di spostare un braccio
robotico
Nel 2005 il gruppo del SISSA di Trieste ha
sperimentato la possibilit di utilizzare i neuroni
su MEA come neurocomputers in grado di
filtrare delle immagini digitali
16. Il nostro progetto
Strutturare reti di neuroni biologici in forma di
ANN.
Ipotizzare una forma di apprendimento di questo
sistema ibrido attraverso limmissione iterata di
pattern digitali secondo la tecnica ANN
Decodificare i segnali neurali di output attraverso
una ANN (ITSOM) e con questi guidare gli
attuatori di un robot
17. Il nostro progetto
Coltivazione sul MEA delle cellule staminali che sono state fatte differenziare in neuroni umani.
Creazione della rete di Kohonen e di Hopfield su MEA
La configurazione delle reti 竪 stata scelta dopo una simulazione software su reti artificiali di Kohonen e di Hopfield, in modo da valutare il numero
minimo di neuroni necessari a classificare delle semplici immagini
18. Il sistema hardware/software
Abbiamo sviluppato un sistema che
interfaccia le cellule attraverso
ladesione diretta a MEA
(MultiElectrode Arrays)
Un MEA 竪 un disco di Petri di vetro
in cui sono inseriti piccolissimi
elettrodi. Ciascun elettrodo 竪
connesso per mezzo di una traccia
isolata ad un connettore esterno.
19. Il sistema hardware/software
Il MEA permette la
registrazione dellattivit delle
cellule simultaneamente da
diversi canali
Pu嘆 registrare a lungo
lattivit cellulare senza
danneggiare le cellule
E adatto ai nostri
esperimenti perch辿 permette
di studiare il comportamento
dinamico di unintera rete di
neuroni
20. Il sistema hardware/software
Il sistema 竪 stato cambiato
e migliorato molte volte,
adottando man mano
schede di acquisizioni pi湛
potenti e controller dedicati
21. Il sistema hardware/software
Al momento usiamo un
sistema avanzato National
Instruments:
Rack esterno PXI 1031
con board DAQ ad alta
velocit PXI 6251 (16 input
analogici, 24 Digital I/O, 2
output analogici) , velocit
di campionamento 1.25
MS/s
Labview 8.0 per la
gestione della scheda e
della regsitrazione dei
segnali
22. Il sistema hardware/software
Un controller dedicato
progettato dal nostro
gruppo permette di
preamplificare i segnali
neurali e stimolarli con
pattern digitali
23. I neuroni
Fino ad oggi abbiamo usato
cellule staminali neurali
Le cellule vengono piastrate alla
densit a 3500 celle/cm2 in un
mezzo contenente i fattori di
crescita EGF e FGF-2
Le cellule sono coltivate per 15
giorni per ottenere neuroni maturi
Abbiamo coltivato le cellule
direttamente su MEA ricoperto da
substrato di matrigel
24. Il nostro progetto
E stato sviluppato un programma di controllo del
sistema in linguaggio Labview, utilizzato per:
il controllo del flusso degli esperimenti
la generazione dei pattern sensoriali simulati
lacquisizione dei segnali
linterfacciamento con la rete neurale
la generazione dei segnali di controllo degli
attuatori del robot
E stata sviluppata una rete neurale in linguaggio
C sotto forma di DLL ed 竪 stata linkata a Labview
25. Il nostro progetto
Il differenziamento avviene su MEA.
I nostri MEA Panasonic hanno 64 microelettrodi ITO
(Indium Tin Oxide) platino.
La dimensione dei microelettrodi 竪 20 袖, la distanza
interpolare 100 袖.
26. Il nostro progetto
Si sono creati dei collegamenti per ricreare la rete di Hopfield e di Kohonen
Kohonen: 8 neuroni di input, 3 neuroni dello strato competitivo
Hopfield: 8 neuroni di input/output
Kohonen Hopfield
27. Il nostro progetto
Il software di stimolazione crea una serie di bitmap
composte da 3 x 3 bit che rappresentano o un
segnale 0 o un segnale 1
Si utilizzano gli 8 punti esterni
Carattere 0 Carattere 1
11111111 00001111
28. I pattern digitali
Oltre allo 0 e 1 perfetto si considerano anche zeri e uni con rumore
0 con rumore
1 con rumore
29. Lapprendimento
Le stimolazioni vengono dati con impulsi di +/-35 mV a frequenze diverse
La durata del singolo impulso 竪 stata impostata a 1.25 ms o 25 ms nei diversi esperimenti
33. Analisi dei risultati
I segnali misurati sono stati successivamente elaborati utilizzando la RQA (Recurrence Quantification Analysis).
Questo strumento di analisi non lineare analizza il grado di autoorganizzazione di un segnale
Si costruisce una serie di M vettori di lunghezza N ricavati prendendo porzioni di segnale al tempo t+i (i=i+k),ottenendo una matrice di valori.
Si calcola la distanza euclidea fra i punti costituiti dalle righe della matrice, e queste vengono codificate attraverso dei colori (Recurrence Plots)
34. Analisi dei risultati
Essenzialmente, il Recurrence Plot 竪 una tabella di codici di colori, in cui i colori caldi (giallo, rosso ed arancio) possono essere associati con le piccole distanze fra i
vettori, mentre i colori freddi (azzurro, nero) possono essere usati per mostrare le grandi distanze.
Per segnali random la distribuzione dei colori 竪 completamente uniforme. Quanto pi湛 deterministico 竪 il segnale, tanto pi湛 strutturato sar il Recurrence Plot
35. Recurrent Plots
Segnale di output prima della
somministrazione dei pattern
Il grafico 竪 costituito da colori
freddi e disorganizzati che
segnalano la mancanza di
autoorganizzazione della
serie temporale.
36. Recurrent Plots
Segnale di output durante
la somministrazione dei
pattern
disorganizzato anche se
con un inizio di
autoorganizzazione
37. Recurrent Plots
Segnale di output subito dopo la
fine della somministrazione di un
pattern sensoriale simulato
Si vedono ampie bande uniformi di
colore giallo e rosso, mentre i
colori freddi sono limitati agli
estremi del diagramma
38. Recurrent Plots
Segnale di output dopo la fine della
somministrazione dei pattern
sensoriali simulati
Si vedono ampie bande uniformi di
colore giallo e rosso, mentre i colori
freddi sono limitati agli estremi del
diagramma, a dimostrazione di un
altissimo grado di autoorganizzazione
39. Analisi dei risultati
Sia lanalisi dei segnali elettrici che i Recurrent Plots concorrono alle stesse conclusioni :
La rete di neuroni risponde in modo simile a stimolazioni simili, risponde in modo diverso a stimolazioni diverse
I risultati raggiunti consentono di affermare che la rete di neuroni 竪 in grado di apprendere stimoli sensoriali simulati autoorganizzandosi, e rispondendo adeguatamente ai pattern anche successivamente allapprendimento
40. Decodifica dei segnali
neurali attraverso una rete
neurale artificiale
Abbiamo quindi pensato possibile un passo
successivo: offrire uninterpretazione agli output
generati dai neuroni
Sviluppo di una rete autoorganizzante ITSOM
(Inductive Tracing Self Organizing Map) per la
decodifica dei segnali neuronali
La rete ITSOM 竪 un evoluzione della SOM
(Kohonen)
41. La rete SOM
Caratteristiche della rete SOM:
Rete ad apprendimento non
supervisionato.
Composta da due strati: uno
strato di input e uno strato
competitivo o di Kohonen
Tutti i neuroni di input sono
connessi ad ogni neurone
dello stato di output.
Autoorganizzazione di insiemi
di dati n-dimensionali su una
mappa k-dimensionale ( k <<
n ) (quantizzazione vettoriale)
42. La rete SOM
Apprendimento e classificazione della rete di Kohonen:
Regola Winner Take All
Calcolo delle distanze tra segnali di input x e pesi
delle connessioni wi.
Il neurone vincente 竪 quello con distanza minima,
premiato con una variazione dei pesi
wi _ new = wi _ old + 留 ( x wi _ old ) zi
43. Problematiche della SOM
Per input strettamente non lineari lo strato di output
non riesce a mappare correttamente linput
Difficolt di pervenire a convergenza certa non
essendoci la possibilit di stabilire un errore della rete
per ciascuna epoca
Output non 竪 esplicitato e necessita di un algoritmo per
estrarlo
PUNTI DI FORZA DELLA ITSOM
Funziona in tempo reale
Non necessita di convergenza
Esplicitazione delloutput
44. La rete ITSOM
Osservando la sequenza temporale dei neuroni vincenti di
una SOM si nota che questa tende a ripetersi creando una
serie temporale, costituente attrattori caotici, e che questi
caratterizzano univocamente lelemento di input che gli ha
prodotti
La rete ITSOM memorizza la serie temporale dei neuroni
vincenti e successivamente li analizza col metodo degli z-
score
45. Lo z-score
I punteggi cumulativi relativi a ciascun input vengono
normalizzati secondo la distribuzione della variabile
standardizzata z
x = numero vittorie per il neurone
x 亮
z = 亮 = media dei punteggi sui vari neuroni
= scarto quadratico medio
46. Lo z-score
Fissata una soglia , 0<<1 z = 1 per z >
z = 0 per z
In questo modo ogni configurazione dei neuroni vincenti 竪
rappresentata da un numero composto da zeri e uni
Diventa poi immediato confrontare tra loro questi numeri
binari detti codice ITSOM.
47. Lo z-score
CODICI Z-SCORE
FASE DI TRAINING FASE DI TESTING
Generazione Classificazione dei segnali
degli z-score in funzione degli z-score
di riferimento acquisiti nella fase di training
48. Lo z-score
Ad esempio nella tabella sotto sono riportati i codici generati dalla ITSOM che elabora un set di segnali emessi
dalle cellule stimolate con lo stesso pattern R
La prima volta vince 10 volte il neurone 2, 5 volte il neurone 5, 6 volte il neurone 6, una volta il neurone 7 e cos狸
via
La seconda volta vince 1 volta il neurone 2, 6 volte il neurone 5, 4 volte il neurone 6 e cos狸 via
49. Fasi dellesperimento
Strutturazione di una rete di Hopfield
Generazione dei segnali e stimolazione dei neuroni biologici, registrazione della loro
risposta.
Inoltro dei dati alla rete neurale artificiale ITSOM:
fase di training
fase di testing
Utilizzo delloutput della ITSOM per pilotare gli attuatori del Robot.
50. I neuroni
Nellultimo esperimento
abbiamo stimolato la rete per
mezzo di pattern direzionali
I pattern sono bitmap 8x8
La durata del bit 竪 300 ms
Ciascuna stimolazione 竪
seguita da una pausa di 1 s
in cui una Artificial Neural
Network elabora i segnali
Limpulso di stimolazione 竪
un segnale 竪 un segnale
alternato a basso voltaggio
(+/- 30 mV, 733 Hz)
51. Generazione di stimoli sensoriali simulati
Pattern: 8 bit per 8 bit.
Ogni bit ha la durata di 300 ms
Ogni stimolazione della durata complessiva di
2.4s 竪 seguita da 1s di pausa durante alla fine
della la rete neurale registra gli output cellulari.
Il segnale utilizzato per stimolare le cellule 竪
un segnale alternato a bassa tensione (+/- 30
mV) a 733 Hz.
52. Generazione di stimoli
sensoriali simulati
Fase di Training:
Somministrazione ripetuta di stimoli sensoriali simulati ai neuroni biologici
Acquisizione (10 kHz) del segnale dei neuroni biologici
Generazione degli z-score di riferimento della rete ITSOM
53. Generazione di stimoli
sensoriali simulati
Fase di Testing:
Somministrazione di uno stimolo sensoriale simulato prescelto ai neuroni biologici
Acquisizione (10 kHz) del segnale dai neuroni biologici
Generazione dello z-score e confronto con quelli di riferimento
Generazione dei comandi per pilotare il Robot
54. I neuroni
I pattern vengono
somministrati alla rete
biologica come treni di impulsi
elettrici in modo da
rappresentare i punti bianchi
(bit 1) o bianchi (0) della
bitmap
55. I neuroni
Gli impulsi sono somministrati
simultaneamente su tutti gli elettrodi in
forma di pattern
Le cellule sono stimolate da impulsi
elettrici con differenti voltaggi e
frequenze
Le stimolazioni sono somministrate con
impulsi di 35 mV
La durata di un impulso 竪 stata posta da
1.25 ms a 25 ms in differenti esperimenti
56. La creatura bionica
I neuroni sono
connessi ad una
Artificial Neural
Network che
decodifica i loro
segnali dopo le
stimolazioni
Il sistema ibrido
(artificiale/biologico)
guida un minirobot
57. La creatura bionica
Dopo una sequenza di stimolazioni di training,
vengono somministrati alla rete biologica dei
pattern direzionali random in forma di comandi
LaITSOM decodifica i segnali neurali e il
minirobot esegue i comandi
59. Risultati
Direzioni
Input 1-400ms Totale
Pattern F Pattern B Pattern L Pattern R
Classificati correttamente 4 5 3 3 15
Non classificati correttamente 1 0 3 3 7
Non classificati 0 1 1 1 3
Totale dei pattern forniti 5 6 7 7 25
% Classificati 100% 83,33% 85,71% 85,71% 88%
% Classificati correttamente 80% 83,33% 42,86% 42,86% 60%
Percentuale di classificazione nelle quattro direzioni
100%
80%
60%
Non classificati
40% Non classificati correttamente
20% Classificati correttamente
0%
Pattern F Pattern B Pattern L Pattern R Totale
Direzioni
60. Risultati
Analizzando i dati ottenuti con il metodo delle matrici di
confusione possiamo calcolare la sensibilit e la
specificit per valutare la bont del nostro classificatore
Per ogni matrice di confusione si possono definire quattro
importanti parametri:
Falso Positivo (FP): 竪 la probabilit che un pattern sia stato erroneamente
classificato come appartenente ad un altro pattern.
Falso Negativo (FN): 竪 la probabilit che uno specifico pattern sia stato
erroneamente classificato non nel suo specifico pattern.
Vero Positivo (VP): 竪 la probabilit che un pattern sia stato correttamente
classificato come appartenente ad uno specifico pattern.
Vero Negativo (VN): 竪 la probabilit che un pattern sia stato correttamente
classificato come non appartenente ad uno specifico pattern.
61. Risultati
Definiamo quindi:
Sensibilit = (VP / ( VP + FN))*100
Specificit = (VN / (VN + FP))*100
Matrice di confusione pattern F
F Non F
F VP FN
Non F FP VN
62. Risultati
Matrice di confusione pattern F Matrice di confusione pattern B
F Non F B Non B
F 4 0 B 5 6
Non F 1 17 Non B 0 11
Matrice di confusione pattern L Matrice di confusione pattern R
L Non L R Non R
L 3 1 R 3 0
Non L 3 15 Non R 3 16
Sensibilit = (TP / ( TP + FN))*100 Specificit = (TN / (TN +
FP))*100
Pattern F Pattern B Pattern L Pattern R Totale
Sensibilit 100% 45,45% 75% 100% 80,11%
Specificit 94,44% 100% 83,33% 84,21% 90,50%
Il modello di classificatore appare soddisfacente
63. Risultati
Sviluppo di un sistema hardware/software in grado di
interagire con i neuroni
Sviluppo di un sistema di apprendimento di percezioni
simulate di una rete di neuroni umani, correttamente
allenata.
Sviluppo di una opportuna ANN per la decodifica delle
reazioni dei neuroni
Sperimentazione di un sistema robotico ibrido in grado
di guidare un attuatore
64. Risultati
Attualmente in neurofisiologia si analizza solo la
frequenza di spike e non si arriva alla decodifica
semantica dei segnali neuronali
Non esistono teorie consolidate sullapprendimento di
reti neurali biologiche
Abbiamo sviluppato un sistema innovativo di
decodifica dei segnali provenienti da reti di neuroni
biologici e un sistema di apprendimento basati su
riscontri sperimentali
Anche il risultato sperimentale conseguito, ossia il
movimento di un robot guidato dalloutput di neuroni
biologici in base allapprendimento di pattern sensoriali
simulati, non ha precedenti in letteratura.
65. Valutazione comparativa
con la letteratura
Nella letteratura esaminata in precedenza si 竪 cercato di
affidare ad un cervello gi funzionante il compito di
autoorganizzarsi sotto lazione di stimoli esterni
Nel nostro studio si 竪 giunti a:
Strutturare una rete di neuroni a priori disorganizzata
seguendo la struttura di una ANN
Farle apprendere stimoli sensoriali simulati
Decodificare i segnali di output della rete
66. La creatura bionica
Command Robot
Left Left
Forward Backward
Backward Backward
Left Left
Left Left
67. La creatura bionica
Cremino 竪 la prima creatura ibrida dotata di un
piccolo cervello umano
Scopo di questa ricerca 竪
Raggiungere una migliore comprensione del
meccanismo neurofisiologico della memoria e
dellapprendimento
Sviluppare uninterfaccia efficiente fra neuroni ed
elettronica
Compiere un progresso nello sviluppo di protesi
neuroelettroniche
68. Problemi da risolvere
Identificazione sicura dei neuroni che formano la rete
Persistenza in vita delle cellule
Ottimizzazione della decodifica dei segnali
neurofisiologici
Crescita di complessit del sistema in modo da
effettuare esperimenti a ciclo chiuso con sensori
montati sul robot
Miniaturizzazione
69. Sviluppi in corso
Progetto europeo FLASHPOM: progettazione ed
implementazione di MEA speciali con piste litografate
e strato di polimeri che guidano le cellule a depositarsi
solo sopra gli elettrodi senza spostarsi
Ottimizzazione della ITSOM studio di un nuovo
algoritmo di identificazione degli attrattori caotici
Realizzazione di una ITSOM integrata in HW
70. Pubblicazioni
R. Pizzi, D. Rossetti, G. Cino,D. Marino, and A. Vescovi, A CULTURED HUMAN NEURAL
NETWORK DRIVES A ROBOTIC ACTUATOR", Biosystems Journal, Elsevier ed., in corso
di pubbl.
R. Pizzi, ARTIFICIAL MIND, in: Reflexing Interfaces: the Complex Coevolution of
Information Technology Ecosystems , IGI group, Hershey, PA, USA
R. Pizzi, G. Cino, F. Gelain, D. Rossetti and A. Vescovi, "LEARNING IN HUMAN NEURAL
NETWORKS ON MICROELECTRODE ARRAYS", Biosystems Journal, Volume 88, Issues
1-2, March 2007, Pages 1-15, Elsevier ed.
Rita M.R. Pizzi, Danilo Rossetti, Giovanni Cino, Daniela Marino and Angelo L. Vescovi, A
BIOLOGICAL NEURAL NETWORK DRIVES A ROBOTIC ACTUATOR, Proc. CISI06,
Ancona 2629 settembre 2006.
R. Pizzi, A. Fantasia, F. Gelain, D. Rossetti, G. Cino and A. Vescovi, HOPFIELD AND
KOHONEN MODELS: AN IN VIVO TEST, Proc. International Meeting on Computational
Intelligence Methods for Bioinformatics and Biostatistics, Perugia 15-17 settembre 2004,
Kluwer ed.
R. Pizzi, D. Rossetti, G. Cino, A . Vescovi, ANOMALOUS FINDINGS IN CULTURED
NEURONS IN PRESENCE OF LASER PULSES, in fase di revisione su: Biosystems
Journal, Elsevier
R. Pizzi, D. Rossetti, G. Cino, A.L. Vescovi and W. Baer, NEURONS REACT TO
ULTRAWEAK ELECTROMAGNETIC FIELDS, Quantum Mind 2007, Salzburg 23-26 Luglio
2007.
W. Baer, R. Pizzi, THE SEARCH FOR BIOLOGICAL QUANTUM COMPUTER ELEMENTS
accettato a :ICCES'08: International Conference on Computational & Experimental
Engineering and Sciences, Honololu, Hawaii, Marzo 2008
Editor's Notes
#7: Questo video mostra il processso differenziativo di NSCs.
#60: La tabella riassume le prestazioni della ITSOM successive alla taratura La casualit sarebbe rappresentata al massimo dal 25% ma va sottolineato che in realt i neuroni hanno ben pi湛 di 4 possibilit di scelta
#63: Nelle tabelle in rosso sono indicati i falsi positivi e in blu i falsi negativi. False Positive (FP): 竪 la probabilit che un pattern sia stato erroneamente classificato come appartenente ad un altro pattern. False Negative (FN): 竪 la probabilit che uno specifico pattern sia stato erroneamente classificato non nel suo specifico pattern. True Positive (TP): 竪 la probabilit che un pattern sia stato correttamente classificato come appartenente ad uno specifico pattern. True Negative (TN): 竪 la probabilit che un pattern sia stato correttamente classificato come non appartenente ad uno specifico pattern. Grazie a questi parametri 竪 possibile definire altri due importanti indici che indicano la bont del classificatore: Sensitivit: 竪 la probabilit che il test sia positivo dato che un determinato pattern possiede le caratteristiche di quella classe di appartenenza. Sensitivity = (TP / ( TP + FN))*100 Specificit: 竪 la probabilit che il test sia negativo dato che un determinato pattern non possiede le caratteristiche di quella classe di appartenenza. Specificity = (TN / (TN + FP))*100 La sensitivit (accuratezza) media di astrazione del modello 竪 dell80,11%, mentre la specificit (precisione) 竪 del 90,50%. Dai rispettivi valori di sensitivit e specificit possiamo considerare il modello di classificatore corretto ed efficiente nella classificazione dei segnali.