Hebbsche Lernregel

Die Hebbsche Lernregel ist eine von dem Psychologen Donald Olding Hebb verfasste Regel über das Lernen in neuronalen Netzwerken bzw. in einem Verband von Neuronen, die gemeinsame Synapsen haben.

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Hebb formulierte 1949 in seinem Buch The Organization of Behavior: „Wenn ein Axon der Zelle A […] Zelle B erregt und wiederholt und dauerhaft zur Erzeugung von Aktionspotenzialen in Zelle B beiträgt, so resultiert dies in Wachstumsprozessen oder metabolischen Veränderungen in einer oder in beiden Zellen, die bewirken, dass die Effizienz von Zelle A in Bezug auf die Erzeugung eines Aktionspotenzials in B größer wird.“

Das bedeutet: Je häufiger ein Neuron A gleichzeitig mit Neuron B aktiv ist, umso bevorzugter werden die beiden Neuronen aufeinander reagieren ("what fires together, wires together"). Dies hat Hebb anhand von Veränderungen der synaptischen Übertragung zwischen Neuronen nachgewiesen.

Hebb gilt damit als der Entdecker der synaptischen Plastizität, welche die neurophysiologische Grundlage von Lernen und Gedächtnis darstellt.

In künstlichen neuronalen Netzen wird diese Veränderung der synaptischen Übertragung als Gewichtsänderung des neuronalen Graphen abgebildet. Die Hebbsche Lernregel ist die älteste und einfachste neuronale Lernregel.

$\Delta w_{ij}=\eta\cdot a_{j}\cdot o_{i}$

Hierbei ist $Δ w i j$ die Veränderung des Gewichtes von Neuron i zu Neuron j (also die Änderung der Verbindungsstärke dieser beiden Neuronen), $η$ eine geeignet zu wählende Lernrate (ein konstanter Faktor), $a j$ die Aktivierung von Neuron j und $o i$ die Ausgabe von Neuron i, das mit Neuron j verbunden ist.

Hebbs Lernregel stammt genaugenommen jedoch gar nicht von Hebb, sondern wurde schon 60 Jahre früher, nämlich 1890, von William James in Principles of Psychology formuliert. James schrieb bereits dort, dass wenn zwei elementare Hirnprozesse wiederholt zusammen oder in unmittelbarer Abfolge aktiv sind, der eine der beiden Prozesse seine Aktivität zunehmend zum anderen weiterleiten wird. Auch Sigmund Freud schon hat diese Idee kurz darauf im Jahre 1896 ähnlich formuliert.

Siehe auch

Literatur

Hebb, D (1949): The Organization of Behavior: a neuropsychological approach. New York: Wiley
James, W. (1890): Principles of Psychology. London: Macmillan
Freud, S. (1895/1966): Project for a scientific psychology. In: Standard Edition (J. Strachey, Hrsg.), Bd.1, 295{397, Hogarth Press, London.

Kategorie: Neuroinformatik

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