PofoliaPofolia ile paylaşıldı

PLoS Computational Biology· 2026Q1

Bayesçi Etkin Kodlama: Nöral Optimizasyon İçin Birleşik Bir Çerçeve

Bayesian efficient coding

Il Memming Park, Jonathan W. Pillow

Kısa özet

Yeni bir Bayesçi etkin kodlama teorisi, uyaran önceliklerine, kodlama modellerine, kapasite kısıtlamalarına ve kayıp fonksiyonlarına dayanan optimal kodları tanımlayarak bilgi maksimizasyonu ve diğer nöral hedefleri birleştirir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Uyaran önceliklerini, kodlama modellerini, kapasite kısıtlamalarını ve kayıp fonksiyonlarını içeren birleşik bir Bayesçi etkin kodlama teorisi önerilmiştir.
  • Klasik etkin kodlar (karşılıklı bilgiyi maksimize edenler), kayıp fonksiyonunun sonsuz entropi olduğu özel bir durumdur.
  • Alternatif kayıp fonksiyonları, bilgi maksimize eden kodlardan önemli ölçüde farklı çözümler üretir.
  • Tek bir üs ile parametrelendirilen yeni 'kovtropi' kayıp ailesi tanıtılmıştır.
  • Sinek büyük monopolar hücresindeki kontrast kodlama verilerinin yeniden analizi, ölçülen yanıt doğrusal olmamasının, bilgi maksimizasyonundan ziyade $L_p$ yeniden yapılandırma hatasının en aza indirilmesiyle ($p=1/2$) daha iyi açıklandığını göstermektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

The efficient coding hypothesis, which proposes that neurons are optimized to maximize information about the environment, has provided a guiding theoretical framework for sensory and systems neuroscience. More recently, a theory known as the Bayesian Brain hypothesis has focused on the brain's ability to integrate sensory and prior sources of information in order to perform Bayesian inference. Although pieces of a connection between these two hypotheses have appeared in prior work, a general formulation that treats the optimality criterion as an arbitrary functional of the posterior distribution -- and thereby admits both information-based and other objectives within a single framework -- has remained largely implicit. Here we make this formulation explicit, developing a Bayesian theory of efficient coding that defines Bayesian efficient codes in terms of four basic ingredients: (1) a stimulus prior distribution; (2) an encoding model; (3) a capacity constraint, specifying a neural resource limit; and (4) a loss functional, quantifying the desirability or undesirability of various posterior distributions. Classic efficient codes arise as the special case in which the loss functional is the posterior entropy, leading to a code that maximizes mutual information, but alternate loss functionals give solutions that differ dramatically from information-maximizing codes. Within this framework we introduce {\it covtropy}, a novel family of losses defined on posterior distributions and parameterized by a single exponent, and use it to show that decorrelation of sensory inputs -- optimal under classic efficient codes in low-noise settings -- can be disadvantageous for objectives that penalize large errors. We then reanalyze Laughlin's seminal data on contrast coding in the blowfly large monopolar cell, and find that the measured response nonlinearity is better explained by minimizing $L_p$ reconstruction error with $p = 1/2$ than by information maximization, overturning a forty-year-old interpretation. Bayesian efficient coding thus enlarges the family of codes that are optimal under different objectives and provides a more general framework for understanding the design principles of sensory systems.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. PLoS Computational Biology, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Bilişsel Sinirbilim

Cognitive NeuroscienceNeuroscience