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

Мировое турне: какие города чаще всего вдохновляют музыкантов Мировое турне: какие города чаще всего вдохновляют музыкантов

Гид по семи городам, где были записаны легендарные песни и альбомы

Forbes
Что делать, если ты влюбилась в своего психотерапевта (или он в тебя) Что делать, если ты влюбилась в своего психотерапевта (или он в тебя)

Влюбленность – самый распространенный побочный эффект психотерапии

VOICE
Во взрывных извержениях внутриплитного вулкана Фогу обвинили углекислый газ Во взрывных извержениях внутриплитного вулкана Фогу обвинили углекислый газ

В продуктах извержения вулкана Фогу найдено большое содержание углекислого газа

N+1
Бесполезные анализы Бесполезные анализы

Есть ли польза от этих анализов или их назначают только, чтобы вытянуть деньги?

Лиза
Моя Беларусь Моя Беларусь

Наше путешествие Минск прошло на удивление спокойно и почти без приключений

Отдых в России
Гусеничный орнитоптер с пропеллерами сел на стену и поехал Гусеничный орнитоптер с пропеллерами сел на стену и поехал

Инженеры разработали прототип гибридного орнитоптера

N+1
20-летний боец ММА лишился легкого: чем опасен вейпинг 20-летний боец ММА лишился легкого: чем опасен вейпинг

«Безопасная» альтернатива обычным сигаретам оказалась совсем небезопасной

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
Я же тебе говорила! Я же тебе говорила!

Фразы в воспитании, от которых вреда больше, чем пользы

Лиза
Исполнение и наказание Исполнение и наказание

Как Роберт Де Ниро и Мартин Скорсезе исследовали насилие, вину и бессилие

Weekend
Трудно быть супергероиней: почему женщинам-лидерам полезно проявлять уязвимость Трудно быть супергероиней: почему женщинам-лидерам полезно проявлять уязвимость

Почему трудно быть супергероем, а супергероиней — особенно.

Forbes
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
Хотите быть счастливой парой? Запомните эти 10 советов Хотите быть счастливой парой? Запомните эти 10 советов

Психолог рассказала, какие действия можно предпринять для улучшения отношений

Psychologies
Не красавицы, а глаз не отвести! Как в молодости выглядели актрисы, которые не вписываются в бьюти-стандарты Не красавицы, а глаз не отвести! Как в молодости выглядели актрисы, которые не вписываются в бьюти-стандарты

Как же в молодости выглядели обладательницы необычной внешности

VOICE
Михаэль Шумахер: биография от А до Я Михаэль Шумахер: биография от А до Я

Многочисленные триумфы и страшная трагедия — судьба Михаэля Шумахера

РБК
Сказочное Охотоморье Сказочное Охотоморье

Супруги Кирилл Уютнов и Екатерина Васягина перезимовали на севере Сахалина

Отдых в России
«Мы, как тараканы, будем плодиться»: как выглядела женская панк-сцена 1990-х «Мы, как тараканы, будем плодиться»: как выглядела женская панк-сцена 1990-х

О чем пели женские панк-группы в России?

Forbes
Brabus добрался до Range Rover Brabus добрался до Range Rover

Познакомьтесь с Brabus 600 Range Rover

4x4 Club
Человек, убивший 300 детей, выйдет на свободу: как сложилась судьба колумбийского маньяка по прозвищу «Зверь» Человек, убивший 300 детей, выйдет на свободу: как сложилась судьба колумбийского маньяка по прозвищу «Зверь»

Самый кровавый маньяк в истории Колумбии Луис Гаравито орудовал в 1992-1999 гг.

ТехИнсайдер
Вымойте это немедленно: 10 самых грязных продуктов на полках в супермаркете Вымойте это немедленно: 10 самых грязных продуктов на полках в супермаркете

Первым делом, придя из продуктового магазина, помойте эти продукты!

ТехИнсайдер
Вот так романтик! Что Дэвид Бекхэм хранит на память о первой встрече с Викторией Бекхэм Вот так романтик! Что Дэвид Бекхэм хранит на память о первой встрече с Викторией Бекхэм

Как начинались отношения Дэвида и Виктории Бекхэм

VOICE
«Отказаться от роли эксперта по жизни другого человека»: почему психолог не должен командовать и наставлять «Отказаться от роли эксперта по жизни другого человека»: почему психолог не должен командовать и наставлять

Как психологи помогают своим клиентам раскрывать потенциал к саморазвитию

Psychologies
Биозавивка на волосах разной длины: виды, сроки и нюансы процедуры Биозавивка на волосах разной длины: виды, сроки и нюансы процедуры

В чем плюсы и минусы биозавивки и какой она получается на волосах разной длины

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

Чем цифровая валюта отличается от безналичной оплаты?

Inc.
Как одевались советские дети: 5 обязательных атрибутов Как одевались советские дети: 5 обязательных атрибутов

Давайте вспомним, какими были главные предметы гардероба ребенка в СССР

Psychologies
Красная львица Красная львица

Убранству 80-метровой Leona позавидуют иные дворцы шейхов

Y Magazine
Cекреты идеального гриля Cекреты идеального гриля

Кулинарными секретами для обеда на природе поделился итальянский шеф-повар

Лиза
Неочевидные минусы СССР Неочевидные минусы СССР

Старшее поколение уже не помнит, а молодежь еще не знает

Maxim
Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе

Найден путь к созданию терапии, которая будет помогать пациентам при БАС

ТехИнсайдер
12 овощей, которые помогают бороться со старением 12 овощей, которые помогают бороться со старением

Что нужно есть, чтобы оставаться продуктивными и энергичными

Psychologies
Открыть в приложении