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

Как Вологда стала центром производства дешевых вездеходов из бэушных деталей Как Вологда стала центром производства дешевых вездеходов из бэушных деталей

Откуда взялось вологодское машиностроительное чудо

Forbes
«Счастье не за горами»: культурный гид по Перми «Счастье не за горами»: культурный гид по Перми

Что сегодня можно увидеть в Перми и в какие музеи ходить?

Forbes
Нейроинтерфейсы научились переводить сигналы мозга в текст в четыре раза быстрее Нейроинтерфейсы научились переводить сигналы мозга в текст в четыре раза быстрее

Декодеры научились превращать сигналы мозга в текст в три-четыре раза быстрее

N+1
Изменяя сознание Изменяя сознание

Цель стажировки в ресторане Modus — кардинально изменить себя

Bones
Земля женщин: как Новая Зеландия стала одной из стран-лидеров по гендерному равенству Земля женщин: как Новая Зеландия стала одной из стран-лидеров по гендерному равенству

Как страна «на другом конце света» поддерживает женщин

Forbes
Правда ли, что в Древнем Египте братья брали в жены сестер: тонкости внутрисемейного брака Правда ли, что в Древнем Египте братья брали в жены сестер: тонкости внутрисемейного брака

Насколько распространены были браки внутри королевских семей Древнего Египта?

ТехИнсайдер
Черная смерть, опустошившая Европу: 7 реальных фактов о чуме, которые вас удивят Черная смерть, опустошившая Европу: 7 реальных фактов о чуме, которые вас удивят

Правда ли, что чума опустошила треть Европы?

ТехИнсайдер
Неочевидные минусы СССР Неочевидные минусы СССР

Старшее поколение уже не помнит, а молодежь еще не знает

Maxim
Масло гхи: что это, как приготовить, польза и вред Масло гхи: что это, как приготовить, польза и вред

Есть ли в польза в масле гхи?

РБК
Главные правила кухни Главные правила кухни

В любом проекте на кухню сначала набираются ключевые игроки

Bones
Зарядное устройство для всей семьи: тонкости выбора Зарядное устройство для всей семьи: тонкости выбора

Универсальный зарядник может быть очень удобен. Важно лишь правильно его выбрать

CHIP
Старый мир умер: как мы стали постмодернистами Старый мир умер: как мы стали постмодернистами

Глава из книги «Всё, всегда, везде» — о смерти мира модерна

Forbes
Не только зеленые: как кризис заставляет Евросоюз искать новые источники энергии Не только зеленые: как кризис заставляет Евросоюз искать новые источники энергии

От курса на декарбонизацию экономики Евросоюз не отказывается

Forbes
Останки людей из Атапуэрки датировали эпохой раннего неолита Останки людей из Атапуэрки датировали эпохой раннего неолита

Ученые исследовали останки людей, найденные на памятнике Галерея-дель-Силекс

N+1
Бесполезные анализы Бесполезные анализы

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

Лиза
Из грязи в… грязи Из грязи в… грязи

Подборка мототехники для активного отдыха

Y Magazine
Королева и режиссер: история любви и творчества Глеба Панфилова и Инны Чуриковой Королева и режиссер: история любви и творчества Глеба Панфилова и Инны Чуриковой

Панфилов и Чурикова: они познакомились на съемках и прожили вместе более 50 лет

Forbes
«Идти таким же путем никому не советую»: как за время декрета я стала стоковым иллюстратором «Идти таким же путем никому не советую»: как за время декрета я стала стоковым иллюстратором

Как Екатерина в 30 лет бросила работу инженером и стала иллюстратором?

VOICE
Лета больше не будет: почему наступает климатический кризис и как ИИ его приближает Лета больше не будет: почему наступает климатический кризис и как ИИ его приближает

Сколько воды уходит на каждую переписку с чат-ботом?

Forbes
Особенности национальной пластики Особенности национальной пластики

Что чаще всего просят у пластического хирурга девушки из разных стран?

Лиза
Сумасшедшая на чердаке: как женское безумие в книгах было связано с борьбой за права Сумасшедшая на чердаке: как женское безумие в книгах было связано с борьбой за права

Как женское безумие было связано с эмансипацией и борьбой за гендерное равенство

Forbes
Рождение псковского корпуса Рождение псковского корпуса

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

Дилетант
Художник Никита Макаров: Мне захотелось выйти из плоскости полотна в объемный мир Художник Никита Макаров: Мне захотелось выйти из плоскости полотна в объемный мир

Никита Макаров работает над созданием мира, который населяют скульптуры

СНОБ
Чем заменить Lexus. Тест-драйв Exeed RX Чем заменить Lexus. Тест-драйв Exeed RX

В России начали продавать Exeed RX. Результаты тест-драйва

РБК
Психолог, юрист, убежище: как в Нижнем Новгороде помогают пострадавшим женщинам Психолог, юрист, убежище: как в Нижнем Новгороде помогают пострадавшим женщинам

Как женщины в регионах объединяются и сами помогают друг другу?

Forbes
«Он тебе не пара» «Он тебе не пара»

Что делать, если семья не одобряет твой выбор партнера

Лиза
Молчать нельзя говорить: к чему приводит отсутствие полового воспитания девочек Молчать нельзя говорить: к чему приводит отсутствие полового воспитания девочек

Как избежать последствий отсутствия полового воспитания?

Psychologies
Путь повара Путь повара

Как шеф-повар Андрей Жданов строил свою карьеру

Bones
Карты, деньги, два стола: 15 лучших фильмов об азартных играх Карты, деньги, два стола: 15 лучших фильмов об азартных играх

Поп лучших фильмов про покер и другие карточные и азартные игры

Forbes
Искусство быть круглым. Как Смешарики говорят с детьми на серьезные темы Искусство быть круглым. Как Смешарики говорят с детьми на серьезные темы

Какие философские идеи поднимают Смешарики

СНОБ
Открыть в приложении