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

«Йо-хо-хо, и бутылка рома!» Кто и для чего придумал коктейли «Йо-хо-хо, и бутылка рома!» Кто и для чего придумал коктейли

Знаете ли вы, что коктейли создали те, кого в 18 веке считали неудачниками?

ТехИнсайдер
Пришло время закрыть вопрос: какие фрукты полезнее – сушеные или свежие? Пришло время закрыть вопрос: какие фрукты полезнее – сушеные или свежие?

Стоит включать сухофрукты в рацион худеющего человека, и есть ли от них польза

ТехИнсайдер
Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте

Как ожирение снижает ожидаемую продолжительность жизни

N+1
Гармония гормонов Гармония гормонов

Женские гормоны, которые необходимо проверять каждый год

Лиза
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Прямые, с изломом или Прямые, с изломом или

Как скорректировать черты лица и изменить свой характер с помощью бровей

VOICE
«Пернатые многоженцы: Любовь, браки, измены и разводы в мире птиц» «Пернатые многоженцы: Любовь, браки, измены и разводы в мире птиц»

Как птицы сближаются и ухаживают друг за другом?

N+1
Как выглядит древнейший человек, чей геном удалось секвенировать: 45 000 лет в пещере Как выглядит древнейший человек, чей геном удалось секвенировать: 45 000 лет в пещере

Исследователи создали приближенное изображение женщины возрастом 45 000 лет

ТехИнсайдер
Ученые из Гарварда выяснили, чем опасен «социальный джетлаг» для здоровья Ученые из Гарварда выяснили, чем опасен «социальный джетлаг» для здоровья

«Социальный джетлаг» приводит к ухудшению питания и заболеваниям кишечника

Inc.
Топ-5 самых дорогих наручных часов в мире Топ-5 самых дорогих наручных часов в мире

Наручные часы — аксессуар с, пожалуй, самым широким разбросом цен

Maxim
Дегустации и дегустаторы Дегустации и дегустаторы

Что для главное для специалистов на кухне, кроме знаний, умений и компетенций?

Bones
По своему желанию По своему желанию

Самые надежные средства контрацепции, о которых ты, возможно, не знала

Лиза
Заха Хадид Заха Хадид

Правила жизни архитектора Захи Хадид

Правила жизни
Не всякой твари по паре: кто такие инцелы и почему их надо отменить Не всякой твари по паре: кто такие инцелы и почему их надо отменить

Какую философию продвигают инцелы?

Правила жизни
Помогите своему внутреннему ребенку: упражнение для исцеления детских травм Помогите своему внутреннему ребенку: упражнение для исцеления детских травм

Что конкретно мы можем делать, чтобы поддержать нашего внутреннего ребенка?

Psychologies
«Реинкарнация. Новая глава»: хоррор о сестринстве и материнстве «Реинкарнация. Новая глава»: хоррор о сестринстве и материнстве

Что такое фем-хоррор и как Дайна Рид превращает детскую травму в кошмар?

Forbes
Признак качества: 6 вещей, по которым ты вычислишь хорошего мастера по наращиванию ресниц Признак качества: 6 вещей, по которым ты вычислишь хорошего мастера по наращиванию ресниц

На какие детали стоит обратить внимание еще перед процедурой наращивания ресниц

VOICE
Все равно пойдет к психологу: почему невозможно стать идеальной матерью Все равно пойдет к психологу: почему невозможно стать идеальной матерью

Что делать, если вы усердно старались, но ребенок все равно травмирован

Forbes
Cекреты идеального гриля Cекреты идеального гриля

Кулинарными секретами для обеда на природе поделился итальянский шеф-повар

Лиза
Цифровой рубль. Что это и зачем он нужен Цифровой рубль. Что это и зачем он нужен

Чем цифровая валюта отличается от безналичной оплаты?

Inc.
3 жизненных урока, которые мы извлекаем из отношений родителей 3 жизненных урока, которые мы извлекаем из отношений родителей

Ребенок всегда перенимает ту манеру поведения, которая была у него перед глазами

Psychologies
Такси. День знаний Такси. День знаний

Остановит ли новый закон рост цен на проезд

Деньги
Как подсказывает интуиция: можно ли слушать внутренний голос при принятии решений Как подсказывает интуиция: можно ли слушать внутренний голос при принятии решений

Заслуживает ли «шестое чувство» доверия в важных вопросах?

Forbes
Корень резуховидки отличил верх от низа благодаря белку LAZY Корень резуховидки отличил верх от низа благодаря белку LAZY

Японские ученые отследили механизм работы белков семейства LAZY

N+1
Из чего состоит сон: подробный научный разбор Из чего состоит сон: подробный научный разбор

Что происходит, когда мы принимаем наконец горизонтальное положение и засыпаем

Psychologies
Почему медиаспорт в России стал популярным Почему медиаспорт в России стал популярным

В России активно развивается медиаспорт — непрофессиональные соревнования

СНОБ
Первая свежесть Первая свежесть

Российские шефы поделились своим мнением о российской рыбе и морепродуктах

Bones
11 притягательных качеств, которые способствуют длительным отношениям 11 притягательных качеств, которые способствуют длительным отношениям

Качества, которые помогут сохранить ваш союз надолго

Psychologies
Как правильно ходить в русскую баню, финскую сауну, турецкий хаммам Как правильно ходить в русскую баню, финскую сауну, турецкий хаммам

Как получить максимальную пользу от посещения бани и сауны?

Maxim
SPF-бум и технологичные ткани: как глобальное потепление меняет индустрию моды и красоты SPF-бум и технологичные ткани: как глобальное потепление меняет индустрию моды и красоты

Климатические изменения вовсю побуждают покупателей к новым запросам

Правила жизни
Открыть в приложении