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

Стиль Стиль

Возвращение к тихой роскоши — дорогим материалам и бескомпромиссной элегантности

Robb Report
То ли раб, то ли жена: лингвисты до сих пор сомневаются, откуда на самом деле произошло слово То ли раб, то ли жена: лингвисты до сих пор сомневаются, откуда на самом деле произошло слово

Откуда же на самом деле произошло это простое, на первый взгляд, слово «семья»?

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

Психолог предлагает несколько шагов, которые помогут быстро успокоить ярость

Psychologies
10 отличных фильмов с очень мрачным финалом 10 отличных фильмов с очень мрачным финалом

Никаких сопливых хэппи-эндов! Только страдания и хардкор!

Maxim
«Почему ты такая худая»: что такое скинни-шейминг и как он влияет на женщин «Почему ты такая худая»: что такое скинни-шейминг и как он влияет на женщин

Худые люди тоже сталкиваются с буллингом — из-за «недостаточного веса»

Forbes
Корзины для яиц Корзины для яиц

Как Гарри Марковиц изобрел инвестиционный портфель

Деньги
Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Реальна ли лебединая верность, как обучается нейросеть и другие вопросы

Вокруг света
Изменяя сознание Изменяя сознание

Цель стажировки в ресторане Modus — кардинально изменить себя

Bones
Скрытые причины усталости Скрытые причины усталости

Вечно чувствуешь себя усталой? Это может быть симптомом болезни

Лиза
Что такое кэш и как его очистить? Просто о сложном Что такое кэш и как его очистить? Просто о сложном

Кэш: объясняем, что это такое и почему вы должны его чистить

CHIP
Самые жуткие катакомбы, пещеры и подземелья в мире Самые жуткие катакомбы, пещеры и подземелья в мире

Эти места — настоящий кошмар клаустрофобов

Maxim
Устаревшие правила, которые мешают построить гармоничные отношения с мужчиной Устаревшие правила, которые мешают построить гармоничные отношения с мужчиной

Почему установки времен наших бабушек больше неактуальны

VOICE
Что делать, если вас укусил шершень: первая помощь Что делать, если вас укусил шершень: первая помощь

Что нельзя делать при встрече с шершнями и как оказать себе первую помощь

РБК
Российский коньяк: что можно пить без последствий и с удовольствием? Российский коньяк: что можно пить без последствий и с удовольствием?

На какие из российских коньяков стоит обращать внимание при покупке?

Maxim
Мозг собак сильнее отреагировал на человеческое сюсюкание Мозг собак сильнее отреагировал на человеческое сюсюкание

Ученые выявили сходство между тем, как мозг младенцев и собак обрабатывает речь

N+1
«Сталкер»: съемки не на жизнь, а на смерть «Сталкер»: съемки не на жизнь, а на смерть

Уникальное свидетельство о процессе создания фильма Андрея Тарковского «Сталкер»

Эксперт
Ралли «Шёлковый путь 2023». Итоги Ралли «Шёлковый путь 2023». Итоги

Новое издание было уникально как по спортивной составляющей, так и по эмоциям

4x4 Club
Опять за старое: что собой представляет вторичный рынок одежды и почему он важен именно сейчас Опять за старое: что собой представляет вторичный рынок одежды и почему он важен именно сейчас

Чем отличается ресейл от секонд-хенда, а архив — от винтажа

Правила жизни
Выбор принцессы: солнцезащитные очки, как у принцессы Дианы - 8 стильных моделей Выбор принцессы: солнцезащитные очки, как у принцессы Дианы - 8 стильных моделей

Хочешь выглядеть, как королевская особа – учись у настоящей принцессы

VOICE
«Вояджер-2» услышал «радиокрик» NASA на расстоянии почти 20 миллиардов км и восстановил связь «Вояджер-2» услышал «радиокрик» NASA на расстоянии почти 20 миллиардов км и восстановил связь

NASA смогло "окликнуть" спутник с помощью радиотелескопа "Канберра"

ТехИнсайдер
Современный паноптикон: как Китай построил полицейское государство с помощью IT Современный паноптикон: как Китай построил полицейское государство с помощью IT

В Синьцзян-Уйгурском районе: современная антиутопия под постоянным наблюдением

Forbes
В мозгу и сердце человека найдены следы микропластика: медики бьют тревогу В мозгу и сердце человека найдены следы микропластика: медики бьют тревогу

Микропластик присутствует повсюду, в том числе он проникает в наши тела

ТехИнсайдер
«От вакансий руки опускаются»: как я полгода училась на тестировщика, а теперь не могу найти работу «От вакансий руки опускаются»: как я полгода училась на тестировщика, а теперь не могу найти работу

Легко ли сменить специальность?

VOICE
Врач, медсестра или эстетист: как выбрать подходящего косметолога Врач, медсестра или эстетист: как выбрать подходящего косметолога

Что отличает косметологов и с какими запросами они в силах справиться

Psychologies
«Лучший химик — природа»: как вырастить обезболивающие лекарства на дрожжах «Лучший химик — природа»: как вырастить обезболивающие лекарства на дрожжах

Важнейшие лекарственные ингредиенты могут быть выращены по «пивной технологии»

Forbes
Пять шагов к доверию в паре Пять шагов к доверию в паре

Как избежать ловушки негативного сравнения в паре

Psychologies
Как поцелуй на футболе спровоцировал испанское движение #MeToo Как поцелуй на футболе спровоцировал испанское движение #MeToo

Как футбол спровоцировал протесты в Испании

Forbes
В Румынии нашли ямника с искусственно деформированным черепом В Румынии нашли ямника с искусственно деформированным черепом

Ученые обнаружили носителя ямной культуры с искусственно деформированным черепом

N+1
Idris & Leos: «Всё превратится в эстраду» Idris & Leos: «Всё превратится в эстраду»

Idris & Leos рассказали о том, почему не любят, когда про них пишут в интернете

ЖАРА Magazine
Рождение псковского корпуса Рождение псковского корпуса

В 1918 году в Пскове и Петрограде находились группы офицеров Императорской армии

Дилетант
Открыть в приложении