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 сохранить здоровье сердца? Как сохранить здоровье сердца?

Полезными привычками и идеальным рационом для здоровья сердца делится эксперт

Здоровье
Уксусное древо Уксусное древо

Мы тогда и не задумывались, к чему приведет попытка сделать свой яблочный уксус…

Bones
Главные правила кухни Главные правила кухни

В любом проекте на кухню сначала набираются ключевые игроки

Bones
Настоящий подполковник Настоящий подполковник

23 февраля 1981 года подполковник Антонио Техеро захватил испанский парламент

Дилетант
Как стать успешным блогером и можно ли на этом заработать в 2023 году Как стать успешным блогером и можно ли на этом заработать в 2023 году

Когда можно выгодно вложиться в личный блог в 2023 году, а когда не стоит

РБК
Катя Кабак: «Привычка ставить себя в неловкое положение — это суперсила» Катя Кабак: «Привычка ставить себя в неловкое положение — это суперсила»

Катя уверена: главное — не бояться пробовать новое

Коллекция. Караван историй
Биоархеологи выяснили рацион людей из скифской «Долины царей» Биоархеологи выяснили рацион людей из скифской «Долины царей»

Ученые проанализировали останки 12 человек из памятника Чинге-Тей-I

N+1
Чтобы лучше видеть Чтобы лучше видеть

Как быстро снять усталость глаз и почему она возникает?

Лиза
Революция игрушек: как из пупсов и хозяюшек куклы стали символами эмансипации Революция игрушек: как из пупсов и хозяюшек куклы стали символами эмансипации

Как менялись игрушки под влиянием социальных сдвигов

Forbes
С разрешения и наценкой до 130%: как предприниматель выручает $250 тысяч в месяц от перепродажи снеков и плюшевых бобров С разрешения и наценкой до 130%: как предприниматель выручает $250 тысяч в месяц от перепродажи снеков и плюшевых бобров

Почему клиенты готовы переплачивать перекупщикам Buc-ee's?

VC.RU
Корпус искусств Корпус искусств

Смелый и впечатляющий интерьер в эклектичном стиле

SALON-Interior
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
Вопрос, который волнует многих: попадет ли когда-нибудь прыгающий логотип DVD четко в угол? Вопрос, который волнует многих: попадет ли когда-нибудь прыгающий логотип DVD четко в угол?

Сколько времени пришлось бы ждать, чтобы застать попадание логотипа в угол?

ТехИнсайдер
Робот на присосках поможет слабовидящим купить напиток в автомате Робот на присосках поможет слабовидящим купить напиток в автомате

Это устройство поможет слабовидящим взаимодействовать с сенсорными экранами

N+1
Как без труда удалить шерсть домашних животных с одежды, ковра и мебели Как без труда удалить шерсть домашних животных с одежды, ковра и мебели

Делимся простыми лайфхаками, как максимально ускорить процесс уборки шерсти

ТехИнсайдер
Архетип Кена: что можно узнать о мужской психологии из фильма «Барби» Архетип Кена: что можно узнать о мужской психологии из фильма «Барби»

То, каким его показали, многое говорит о психологии реальных Кенов — мужчин

Psychologies
Казино без алкоголя: почему математики не любят рулетку и во что играют инвесторы Казино без алкоголя: почему математики не любят рулетку и во что играют инвесторы

Отрывок из книги популяризатора найки Нила Деграсса Тайсона — «Послание звезд»

Forbes
Как траурные дронго защищаются от вторжений паразитирующих кукушек Как траурные дронго защищаются от вторжений паразитирующих кукушек

Изменчивость расцветки яиц помогает дронго вычислить подброшенные чужие яйца

ТехИнсайдер
Olehan: «Я не буду выступать до тех пор, пока моя музыка не будет играть повсюду» Olehan: «Я не буду выступать до тех пор, пока моя музыка не будет играть повсюду»

Olehan о том, почему он никогда не будет покупать песни и куда хочет двигаться

ЖАРА Magazine
Почему пикап GWM Poer KingKong — последний настоящий мужской автомобиль Почему пикап GWM Poer KingKong — последний настоящий мужской автомобиль

Огромный дизельный пикап — оплот настоящего в нашем цифровом мире

Maxim
А был ли путч? А был ли путч?

Как популярный военный предотвратил заговор, которого, возможно, не было

Дилетант
Зуд седьмого года: когда риски измены в браке выше всего Зуд седьмого года: когда риски измены в браке выше всего

Почему люди идут на неверность примерно спустя семь лет брака

Psychologies
6 способов справляться с тревожными мыслями, которые крутятся в голове и мешают жить 6 способов справляться с тревожными мыслями, которые крутятся в голове и мешают жить

Как разорвать порочный круг тревоги и вырваться из бесконтрольного потока мыслей

Psychologies
Правила, которые нужно соблюдать перед тренировкой Правила, которые нужно соблюдать перед тренировкой

5 рекомендаций, благодаря которым тренировки точно будут полезными

Maxim
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Как пытались получить доказательства в пользу населённости соседних планет

Наука и жизнь
Прощальный жест: о чем говорит послание Аркадия Воложа Прощальный жест: о чем говорит послание Аркадия Воложа

Тренд на смену образа и сжигание мостов задают цифровые предприниматели

Forbes
Как государство присматривается к рынку игровых артефактов Как государство присматривается к рынку игровых артефактов

Росфинмониторинг и Минфин задумались о регулировании игровых валют

Forbes
Новая молекула придает полимерам свойства металлов: будущее 3D-печати Новая молекула придает полимерам свойства металлов: будущее 3D-печати

Эта новая молекула может увеличить долговечность множества вещей

ТехИнсайдер
Нейробиологи нашли механизм мозга, управляющий концентрацией внимания Нейробиологи нашли механизм мозга, управляющий концентрацией внимания

Основную роль в концентрации внимания играет скоординированная активность

ТехИнсайдер
«Джеймс Уэбб» нашел гораздо больше массивных черных дыр, чем предсказывала теория «Джеймс Уэбб» нашел гораздо больше массивных черных дыр, чем предсказывала теория

Открытия, которые каждый день делает «Джеймс Уэбб» ломают теорию

ТехИнсайдер
Открыть в приложении