Adaptation au bruit dans les neurones intégrateurs et activateurs

La réponse statistique des impulsions d'un ensemble de neurones intégrateurs et activateurs stochastiques préparés de manière identique à un courant d'entrée rectangulaire plus un bruit blanc gaussien est analysée. Il est montré qu'en moyenne, les neurones intégrateurs et activateurs s'adaptent au niveau de bruit de racine carrée de moyenne (rms) de leur entrée. Ce phénomène est appelé adaptation au bruit. L'adaptation au bruit se caractérise par une diminution du taux de tir neuronal moyen et une diminution concomitante de la valeur moyenne du potentiel générateur, que l'on peut attribuer aux réinitialisations induites par le bruit du potentiel générateur médiées par le mécanisme intégrateur et activateur. Une théorie quantitative de l'adaptation au bruit dans les neurones intégrateurs et activateurs stochastiques est développée. Il est montré que les neurones intégrateurs et activateurs, en moyenne, produisent une activité d'impulsions transitoire chaque fois qu'il y a une augmentation du niveau de bruit de leur entrée. Cette réponse de bruit transitoire est soit réduite soit éliminée au fil du temps, selon les paramètres du neurone modélisé. Des méthodes analytiques sont utilisées pour prouver que les neurones intégrateurs et activateurs non fuyants s'adaptent totalement à tout niveau de bruit d'entrée constant, dans le sens où leurs taux d'impulsions asymptotiques sont indépendants de l'amplitude de leur bruit d'entrée. Pour les neurones intégrateurs et activateurs fuyants, l'adaptation au bruit à long terme n'est pas totale, mais la réponse au bruit est partiellement éliminée. Des expressions pour la fonction de densité de probabilité du potentiel générateur et les deux premiers moments de la distribution potentielle sont dérivées pour le cas particulier d'un neurone non fuyant soumis à un bruit blanc gaussien de moyenne nulle et de variance constante. La signification fonctionnelle de l'adaptation au bruit pour la performance des réseaux comprenant des neurones intégrateurs et activateurs est discutée.