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Brain & cognitive science

Self-organizing map (SOM)

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나는 SOM을 AI drug discovery 논문에서 봤던 기억이 있다.

 

Deep learning enables rapid identification of potent DDR1 kinase inhibitors (nature biotech, 2019)

https://www.nature.com/articles/s41587-019-0224-x

 

그때는 그냥 뭐 그 논문 저자들이 만든 방법인줄 알았는데, 최근 제대로 알게되어 이 글을 작성한다.

 

일단 ratsgo님 블로그에 잘 설명 되있다.

대충 고차원 데이터를 저차원으로 clustering하는 method인데, 사실 난 이거 보고 place cell, grid cell 생각난다.

 

https://ratsgo.github.io/machine%20learning/2017/05/01/SOM/

 

자기조직화지도(Self-Organizing Map) · ratsgo's blog

이번 글에서는 차원축소(dimensionality reduction)와 군집화(clustering)를 동시에 수행하는 기법인 자기조직화지도(Self-Organizing Map, SOM)를 살펴보도록 하겠습니다. 이번 글 역시 고려대 강필성 교수님 강

ratsgo.github.io

 

또 검색을 하다보니, computational neuroscience의 냄새가 난다.

 

The SOM algorithm grew out of early neural network models, especially models of associative memory and adaptive learning (cf. Kohonen 1984).

- SOM 알고리즘은 초기 신경망 모델, 특히 연관 기억 및 적응 학습 모델에서 발전했습니다(cf. Kohonen 1984).

source: http://www.scholarpedia.org/article/Kohonen_network

 

Kohonen network - Scholarpedia

The Self-Organizing Map (SOM), commonly also known as Kohonen network (Kohonen 1982, Kohonen 2001) is a computational method for the visualization and analysis of high-dimensional data, especially experimentally acquired information. Introduction The Self-

www.scholarpedia.org

 

결국 뇌의 어떤 기능을 모방하는 모델을 만들었는데, 그게 SOM이고 현재까지도 유용하게 잘 쓰이고 있다는거네?

- 뇌를 모방하는 모델이 알고리즘으로서, 효율적인 기능을 하는것이 신기하다.

- 어쩌면 우리가 찾고자하는 많은 알고리즘이 이미 뇌에 들어있는것이 아닐까 싶다.

 

결국 새로운 효율적인 알고리즘을 찾으려면 뇌를 연구해야하는것인가?

- 이건 내생각.

 

어떤 고차원 데이터를 저차원으로 차원축소를 하면서 격자모양으로도 나타낼수있다는게 난 자꾸 place cell, grid cell이 생각이 난다.

그래서 살짝 찾아보니 SOM으로 모델링하는 연구가 있더라.

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0060599 

 

Spiking Neurons in a Hierarchical Self-Organizing Map Model Can Learn to Develop Spatial and Temporal Properties of Entorhinal G

Medial entorhinal grid cells and hippocampal place cells provide neural correlates of spatial representation in the brain. A place cell typically fires whenever an animal is present in one or more spatial regions, or places, of an environment. A grid cell

journals.plos.org

https://www.hindawi.com/journals/cin/2019/3606397/

 

Position Estimation Based on Grid Cells and Self-Growing Self-Organizing Map

As the basis of animals’ natal homing behavior, path integration can continuously provide current position information relative to the initial position. Some neurons in freely moving animals’ brains can encode current positions and surrounding environm

www.hindawi.com

 

밑에 논문은 hindawi 출판사라서 좀 그렇지만... 어쨌거나 뇌의 기능을 모델링 할 때 사용이 가능한듯.