Самоорганизация нейронов в процессе обучения подчиняется математической теории

ТехИнсайдерНаука

Ученые установили, что биологические нейросети работают по математическому принципу свободной энергии

Владимир Губайловский

8c5e20172447b8ca9ab0db4401021245_ce_1887x1258x0x786.jpg
Unsplash.com

Международная команда исследователей Центра изучения мозга (RIKEN Center for Brain Science, CBS) в Японии, Токийского университета и Университетского колледжа Лондона продемонстрировала, что самоорганизация биологических нейронов в процессе обучения подчиняется математической теории — принципу свободной энергии. Полученные результаты важны для создания искусственного интеллекта, подобного живому, и для понимания случаев нарушения обучаемости.

Принцип свободной энергии — это достаточно простая схема оптимизации, которая устраняет неопределенность в системе. Примерно так работает ИИ, но то, что так работают живые нейроны — большая неожиданность.

Международная команда исследователей Центра изучения мозга (RIKEN Center for Brain Science, CBS) в Японии, Токийского университета и Университетского колледжа Лондона продемонстрировала, что самоорганизация биологических нейронов в процессе обучения подчиняется математической теории — принципу свободной энергии.

Этот принцип точно предсказал, как биологические нейронные сети спонтанно реорганизуются для различения поступающей информации, и как изменение возбудимости нейронов может нарушить этот процесс.

Как работают нейроны

f2ed74420a5dd3065562e191620a91a3.jpg
Экспериментальная установка. RIKEN

Описание рисунка. Нейроны выращивались на электродах. С помощью электрической стимуляции нейроны обучались различать два скрытых источника сигнала. Волны в правом нижнем углу представляют собой спайковые ответы на сенсорный стимул (красная линия).

Когда мы учимся различать голоса, лица или запахи, сети нейронов в нашем мозге автоматически перестраиваются, чтобы различать источники информации. Этот процесс включает в себя изменение силы связей между нейронами и является основой обучения.

Такуя Исомура из RIKEN и его коллеги недавно предсказали, что этот тип самоорганизации сети подчиняется математическому правилу - принципу свободной энергии. В новом исследовании они проверили эту гипотезу на нейронах, взятых из мозга крысиных эмбрионов и выращенных на культуре поверх сетки электродов (см. рисунок выше).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Энергия Энергия

Руководство для начинающих

kiozk originals
Как использовать мультиварку на все 100%: 7 скрытых возможностей устройства, о которых вы и не догадывались Как использовать мультиварку на все 100%: 7 скрытых возможностей устройства, о которых вы и не догадывались

Как еще можно использовать мультиварку с пользой в быту, помимо обычных функций

ТехИнсайдер
Затерянный Хуэй Затерянный Хуэй

Как хуэй стали дунганами и оказались по другую сторону от Небесных Гор?

Вокруг света
История советских «Луноходов»: один разбился, один замерз, один перегрелся История советских «Луноходов»: один разбился, один замерз, один перегрелся

Времена, когда слово «Луноход» с восхищением произносили во всех странах мира

Maxim
Европа понарошку: зачем россияне скупают недвижимость на Северном Кипре Европа понарошку: зачем россияне скупают недвижимость на Северном Кипре

Сначала года существенно вырос спрос на недвижимость Северного Кипра

Forbes
«Не встал»: 5 неочевидных причин худшего из мужских кошмаров «Не встал»: 5 неочевидных причин худшего из мужских кошмаров

Проблемы с эрекцией в самый неожиданный момент — не только стыдно, но и тревожно

Psychologies
Как построить здоровые отношения после созависимых: 6 конкретных шагов Как построить здоровые отношения после созависимых: 6 конкретных шагов

Как именно строить здоровые отношения? Что делать, в какой последовательности?

Psychologies
Почти не сопротивлялся Почти не сопротивлялся

Как открыли и закрыли потенциальный сверхпроводник LK-99

N+1
Возбужденный кислород помог провести реакцию циклопропанирования Возбужденный кислород помог провести реакцию циклопропанирования

Химики обнаружили фотохимическую реакцию циклопропанирования

N+1
«Румынские мифы. От вырколаков и фараонок до Мумы Пэдурий и Дракулы» «Румынские мифы. От вырколаков и фараонок до Мумы Пэдурий и Дракулы»

Как заполучить и использовать корень мандрагоры

N+1
Кинофраншизы, в которых изящно закрыли сюжетные дыры Кинофраншизы, в которых изящно закрыли сюжетные дыры

Иногда Голливуд исправляет ошибки в своих фильмах! Вот примеры

Maxim
От икон до военных мундиров: самые неожиданные коллекции, собранные спортсменами От икон до военных мундиров: самые неожиданные коллекции, собранные спортсменами

Forbes Sport представляет неординарные коллекции, собранные спортсменами

Forbes
Аборт, потеря ребенка и три брака: личные драмы Ирины Мирошниченко Аборт, потеря ребенка и три брака: личные драмы Ирины Мирошниченко

Ирина Мирошниченко построила блистательную карьеру и выбрала одиночество

VOICE
Теряете вещи и все забываете: 6 неочевидных признаков, которые выдают СДВГ Теряете вещи и все забываете: 6 неочевидных признаков, которые выдают СДВГ

Как может проявляться СДВГ у взрослых?

Psychologies
Откуда у камней берутся прозвища и как работает память мха Откуда у камней берутся прозвища и как работает память мха

Бриолог Робин Уолл Киммерер увлекательно рассказывает об истории мхов

СНОБ
От тьмы — к звездам: 11 полнометражных фильмов Кристофера Нолана от худшего к лучшему От тьмы — к звездам: 11 полнометражных фильмов Кристофера Нолана от худшего к лучшему

Нелинейное повествование — основа метода Кристофера Нолана. 11 его фильмов

Правила жизни
«Лиза тяжело болела. Смерть наступила мгновенно»: Жека впервые раскрыл подробности состояния жены перед самоубийством «Лиза тяжело болела. Смерть наступила мгновенно»: Жека впервые раскрыл подробности состояния жены перед самоубийством

Жека рассказал, что у Елизаветы Крапивиной было тяжелое психическое заболевание

VOICE
Солнечная энергетика: смещение к югу Солнечная энергетика: смещение к югу

Какое место занимает сейчас солнечная энергетика в структуре мировой энергетики?

Наука и жизнь
Средняя скорость и новая разметка: что придумали для водителей в августе Средняя скорость и новая разметка: что придумали для водителей в августе

На дороги наносят новую разметку, камеры фиксируют необычное нарушение ПДД

РБК
Почему медиаспорт в России стал популярным Почему медиаспорт в России стал популярным

В России активно развивается медиаспорт — непрофессиональные соревнования

СНОБ
За полгода мошенники похитили у россиян более 1,3 млрд руб. через СБП За полгода мошенники похитили у россиян более 1,3 млрд руб. через СБП

За первое полугодие 2023 года мошенники украли у россиян более 1,3 млрд руб

Inc.
Во власти гордыни: какую выгоду несет роль жертвы Во власти гордыни: какую выгоду несет роль жертвы

Почему в позиции жертвы мы чувствуем странную гордость?

Psychologies
«Душит ярость»: 6 способов успокоить нервы «Душит ярость»: 6 способов успокоить нервы

Психолог предлагает несколько шагов, которые помогут быстро успокоить ярость

Psychologies
5 признаков человека, которого недолюбили в детстве 5 признаков человека, которого недолюбили в детстве

Как можно определить, что в детстве тебе не хватило родительской любви

VOICE
Феномен курортных романов: почему отдыхающие охотнее идут на измену Феномен курортных романов: почему отдыхающие охотнее идут на измену

В чем причина того, что люди на курортах легче решаются на измену?

Psychologies
С весны 2024 года водителей ждет пересдача на права. Все билеты-ловушки С весны 2024 года водителей ждет пересдача на права. Все билеты-ловушки

Многие билеты по ПДД составлены так, чтобы максимально запутать водителей

РБК
Исчезающий вид. Что такое айсвайн, или «ледяное вино» Исчезающий вид. Что такое айсвайн, или «ледяное вино»

Чем айсвайн отличается от классических вин и почему его нельзя выпить много?

СНОБ
Пришло время поговорить. Как понять и поддержать подростка Пришло время поговорить. Как понять и поддержать подростка

Что нужно сделать матери, которая хочет выслушать своего ребенка

СНОБ
Война, любовь и ретро-детектив: пять лучших книжных новинок лета Война, любовь и ретро-детектив: пять лучших книжных новинок лета

В последний летний месяц еще можно успеть взять большой роман и прочитать его

Forbes
«Побочный эффект: Смерть»: история опиоидной эпидемии в США 90-х «Побочный эффект: Смерть»: история опиоидной эпидемии в США 90-х

Каким получился сериал «Побочный эффект: Смерть»

Forbes
Открыть в приложении