Webディレクターtsushan’s blog

都内で大手アパレルのWebディレクターとして勤めているTsushanです。興味関心がある分野のアウトプットを増やすためブログを書いています。 当分はAIについて書いていきます。

【人工知能】AIと神経細胞(ニューロン)

最近「ごはん行きましょう!」というのがいよいよ口癖になってきたTsushanです。

その場で次のスケジュールに抑えるまであとひと頑張り。

 

さて、今日のテーマは「神経細胞」について。

 

AIのディープラーニングができる元になった考え方はコネクショニズムと呼ばれるもので、人間のようにたくさんの経験を積ませて、そこからAIが自ら学習させていく考え方である。(これに対して、A→B、B→Cと繋がりを一つ一つ教えていくのが、「記号主義」と呼ばれる考え方である。)*1

そのため、AIなどで使わる根本的な単位や考え方に、実際の神経細胞の仕組みが当てはめられている。

例えば、人工神経または人工ニューロン(英: artificial neuron)とは、人工知能において、生物学的神経を参考にして考案されたニューラルネットワークを構成する基本単位である。

 

だから、少し遠回りと感じるかもしれないが、AIの勉強に入る前にまず少し生物学の神経細胞についてお勉強しましょう。

 

神経細胞ニューロン

神経細胞とは、電気信号を発して情報をやりとりする特殊な細胞である。その数は大脳で数百億個、小脳で1000億個、脳全体では千数百億個にもなる。*2 ここで自分にとって意外な事実は、小脳の方が神経細胞の方が多いということ。

 

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ニューロン

画像参考*3

 

神経細胞は、細胞体、軸索、樹状突起の3つの要素で成り立っており、「ニューロン(神経単位)」とも呼ばれる。

 

細胞体(soma):上図で「細胞体部」と書かれているオレンジの部分で、中に赤丸の「核」が描かれており、神経細胞のメイン部分である。

樹状突起(dendrite):細胞体から飛び出した枝のような部分。ほかの神経細胞から電気信号の情報を受け取る“入力アンテナ”である。

軸索(axon):細胞体から飛び出した枝のような部分。細胞体から延びている突起状の構造で、神経細胞において信号の“出力アンテナ”である。 細胞体から出ている軸索は普通1本で、軸索の先端はいくつにも枝分かれしている。

 

シナプス

シナプス(Synapse):軸索が枝分かれしているところを軸索末端という。またこの末端のところの膨らみの部分をシナプスという。(上図)このシナプスは、他のニューロンと繋げる役割を持っている。ここで注意してほしいのが、このシナプスは完全に他のニューロンとくっついているわけではなく、ほんの少しだけ隙間が空いている。(数万分の1mm)そのため、電気信号を一度化学物質に変換して、情報の伝達を行っている。*4

 

参考までに、ここにニューロンが情報伝達するイメージ動画を載せておきます。(2分ほど)

www.youtube.com

 

下が、シナプスが電気信号を他のニューロンに伝えているシーンの動画です。音はないです。(40秒ほど)
 

www.youtube.com



 
正直AIをプログラミングする上では、ここまでの知識を理解していなくてもなんの問題もないかと思われる。でもこれらの知識を知ったほうが、よりAIについての理解が深まるので、ぜひ各自で更に深めてほしいと思う。もちろん自分も。
 
次回は、この神経細胞ニューロン)の情報伝達の仕組みを勉強して、ニュートラルネットワークに話を移したいと思う!!
 
ではまた!!

 

tsushan.hatenadiary.jp