Lista – Codificação neural e código genético
1) Se colocarmos um agonista que dobra o valor de cada peso sináptico, quais
seriam as novas funções lógicas dos neurônios de McCulloch-Pitts descritas
abaixo? E o que acontece com as funções lógicas desses neurônios se
colocarmos um antagonista que corta o valor de cada peso sináptico pela
metade?
2 - A seguinte rede neural é composta por neurônios do tipo McCulloth-Pitts,
com limiar de ativação 2. Os neurônios de 1 a 4 representam as entradas e o
neurônio 5 representa a saída da rede. Os pesos são dados por wij, onde i
representa o neurônio pré-sináptico e j o neurônio pós-sináptico. Seja n = {n1,
n2, n3, n4} os valores dos neurônios de entrada e w = {w15, w25, w35, w45}.
1
2
3
4
5
Determine qual a saída do neurônio 5 para as seguintes entradas e pesos
sinápticos:
a) n = {1,1,1,1} e w = {2,-1,1,-1}
b) n = {1,0,0,0} e w = {2,-1,1,-1}
c) n = {0,1,1,1} e w = {2,-1,2,-1}
d) n = {1,0,1,0} e w = {2,-1,2,-1}
3) Na rede do exercício anterior, você aplicou uma droga agonista que agiu
sobre as conexões inibitórias, dobrando o seu peso. Nesse qual será a saída
da rede para cada conjunto de conexões (a), (b), (c) e (d) do exercício anterior?
4) A seguinte rede neural é composta por neurônios do tipo McCulloch-Pitts,
com limiar de ativação 2. Os pesos sinápticos são dados por wIJ, onde I
representa o neurônio pré-sináptico e J o neurônio pós-sináptico. Sejam n =
{nA, nB, nC, nD} os valores dos neurônios A, B, C e D e w = {wAE, wBE, wCE,
wCF, wDF, wEG, wFG} os pesos sinápticos.
a) Determine a saída do neurônio G para n = {1,1,1,1} e w = {1,1,1,1,1,2,1}, mostrando os cálculos.
b) Uma droga agonista foi aplicada sobre a rede original, aumentando em
50% os pesos sinápticos das conexões excitatórias. Determine a saída
do neurônio G nesse caso, mostrando os cálculos.
c) Uma droga antagonista foi aplicada sobre a rede original, diminuindo em
50% os pesos sinápticos das conexões inibitórias. Determine a saída do
neurônio G nesse caso, mostrando os cálculos.
5) O código genético de um determinado alienígena possui 3 tipos de bases
nitrogenadas: A, B e C. Além disso, seus códons são sequências (palavrascódigo) de 3 bases, onde um ou mais códons podem codificar para um mesmo
aminoácido, assim como ocorre no código genético dos terrestres. No código
genético do alienígena existem 8 tipos de aminoácidos: D, E, F, G, H, I, J, K. As
probabilidades de cada um desses aminoácidos são:
P(D) = P(E) = 1/4; P(F) = P(G) = P(H) = 1/8; P(I) = 1/16; P(J) = P(K) = 1/32.
a) Com base nessas probabilidades, proponha uma codificação com
redundância apropriada para esses aminoácidos considerando todos os
códons possíveis (de 3 bases), onde cada um dos códons deve mapear
para um determinado aminoácido (assim como acontece com o código
genético dos terrestres).
b) Quantos bits de redundância existem no código genético do alienígena
em questão? Qual código genético é mais eficiente: o dos seres
terrestres ou o do alienígena em questão? Justifique.
(entropia dos aminoácidos dos terrestres é de 4,21 bits)
c) Qual é a eficiência do código de Huffman aplicado ao código genético
dos alienígenas?
d) Discuta porque a evolução dos seres vivos acabou não resultando numa
convergência da eficiência do código genético para a otimalidade.
6) Explique porque o código genético é considerado enxuto e redundante
7) Explique o que é um algoritmo genético e para que serve.