Hebbsches Lernen

Die Hebbsche Lernregel ist eine vom Psychologen Donald Olding Hebb aufgestellte Regel zum Zustandekommen des Lernens in neuronalen Netzwerken bzw. in einem Verband von Neuronen, die gemeinsame Synapsen haben.

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.^[1]

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.

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

Δw_ij : Veränderung des Gewichtes von Neuron j zu Neuron i (also die Änderung der Verbindungsstärke dieser beiden Neuronen)

η : Lernrate (ein geeignet zu wählender konstanter Faktor)

a_i : Aktivierung von Neuron i

o_j : Ausgabe von Neuron j, das mit Neuron i 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 hat diese Idee kurz darauf im Jahre 1896 ähnlich formuliert.

Siehe auch

• Neuronale Netze
• Neuroinformatik
• Künstliche neuronale Netze
• Synapse
• synaptische Plastizität
• Lernen
• Konnektionismus
• Metaplastizität

Einzelnachweise

1. ↑ Spitzer, Manfred: Geist im Netz, Modelle für Lernen, Denken und Handeln. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 1996, ISBN 3-8274-0109-7. Seite 107

Literatur

• Sigmund Freud: Project for a scientific psychology. In: Sigmund Freud, James Strachey (Hrsg.): Pre-psycho-analytic publications and unpublished drafts. 1886-1899 (The standard edition of the complete psychological works of Sigmund Freud; 1). Vintage Edition, London 2001, ISBN 0-09-942652-8, S. 295-397.
• William James: Principles of psychology (Works; 2). University Press, Harvard, Mass. 1992, ISBN 0-674-70559-9 (Faksimile der Ausgabe London 1890)
• Donald Hebb: The organization of behavior. A neuropsychological theory. Erlbaum Books, Mahwah, N.J. 2002, ISBN 0-8058-4300-0 (Nachdruck der Ausgabe New York 1949)

Weblinks

• David Kriesel: Ein kleiner Überblick über Neuronale Netze. Studentische Arbeit, welche anschaulich die Hebbsche Lernregel und daraus resultierenden weiteren Lernregeln anschaulich motiviert.