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

«Любой может сдать». За сообщения в ГИБДД о пьяных стали платить «Любой может сдать». За сообщения в ГИБДД о пьяных стали платить

За сообщения о пьяных водителях в ГИБДД начали платить по 2–4 тыс. руб.

РБК
Динозавр съел баннер: 10 выдающихся рекламных кампаний голливудских фильмов Динозавр съел баннер: 10 выдающихся рекламных кампаний голливудских фильмов

Десять примеров выдающихся промокампаний по продвижению кино в Голливуде

Правила жизни
Рисунок дюн расскажет о геологической истории планет Солнечной системы Рисунок дюн расскажет о геологической истории планет Солнечной системы

Дюны помогут узнать больше о планетах Солнечной системы

ТехИнсайдер
Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики

Что отличает травматичные и стрессовые ситуации? Как они влияют на нас?

Psychologies
Неочевидный гид по Сочи: где остановиться и что посмотреть Неочевидный гид по Сочи: где остановиться и что посмотреть

Не самые очевидные развлечения в Сочи и окрестностях

Forbes
«Покупатели-хищники»: зачем американские миллиардеры покупают столько недвижимости «Покупатели-хищники»: зачем американские миллиардеры покупают столько недвижимости

По меньшей мере пять миллиардеров, у которых 10 домов и даже больше

Forbes
Археологи впервые обнаружили сухопутный участок пути «из варяг в греки» Археологи впервые обнаружили сухопутный участок пути «из варяг в греки»

1100-летнюю дорогу нашли в Смоленской области, она используется и по сей день

N+1
От падения со скалы до нападения маньяка: 11 самых распространенных кошмаров От падения со скалы до нападения маньяка: 11 самых распространенных кошмаров

В чем заключается функция ночных кошмаров и какие сюжеты встречаются чаще всего

Psychologies
«Женщины для утешения»: как японская армия брала тысячи пленных в сексуальное рабство «Женщины для утешения»: как японская армия брала тысячи пленных в сексуальное рабство

С 1932-го по 1945 год более 200 000 женщин были обращены в сексуальное рабство

Forbes
Такси. День знаний Такси. День знаний

Остановит ли новый закон рост цен на проезд

Деньги
Пища для ума: эти доступные продукты Пища для ума: эти доступные продукты

Продукты, которые поддержат активность перегруженного мозга

VOICE
Укус пчелы: как выглядит, чем опасен и как избежать Укус пчелы: как выглядит, чем опасен и как избежать

Укус пчелы — малоприятный опыт, а для некоторых — опасный. Как этого избежать?

РБК
Неожиданные гастропары к шампанскому — советы виноделов и сомелье Неожиданные гастропары к шампанскому — советы виноделов и сомелье

Редиска и чипсы с крабом: нестандартные закуски к шампанскому

СНОБ
Как сравнение с другими разрушает нас Как сравнение с другими разрушает нас

Ваш жизненный путь не похож на путь других, потому что этого не может быть

Psychologies
Это не ветка Это не ветка

Лев на картине Сано ди Пьетро несчастен не потому, что ему предложили ветку

Вокруг света
Как управлять эмоциями: 3 стратегии Как управлять эмоциями: 3 стратегии

Переживания бывают неприятны. Нужно ли их избегать, подавлять или принимать?

Psychologies
Натали Портман. Мисс совершенство Натали Портман. Мисс совершенство

Натали Портман не слишком хорошо вписывается в голливудский ландшафт

Караван историй
Объясняем на котиках: как правильно составлять запросы для нейросетей, чтобы получить красивый рисунок Объясняем на котиках: как правильно составлять запросы для нейросетей, чтобы получить красивый рисунок

Разбираемся, как правильно общаться с нейросетями для генерации картинок

CHIP
Васнецовы Васнецовы

Гениальный мерч в честь легендарного иллюстратора Юрия Васнецова

Собака.ru
Чемодан без ручки: почему так сложно разорвать отношения, в которых вы несчастливы Чемодан без ручки: почему так сложно разорвать отношения, в которых вы несчастливы

Почему люди не расстаются и цепляются за своего партнера до последнего?

Psychologies
Агротуризм в правовом поле Агротуризм в правовом поле

Туристическое направление как инструмент продвижения сельхозпродукции

Агроинвестор
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
Россия скорректирует пошлину на вывоз подешевевших удобрений: кто в выигрыше Россия скорректирует пошлину на вывоз подешевевших удобрений: кто в выигрыше

Правительство России готовится ввести временную пошлину на экспорт удобрений

Forbes
«Месси угрожает погубить душу нашей лиги» — в США критикуют аргентинца и его клуб «Месси угрожает погубить душу нашей лиги» — в США критикуют аргентинца и его клуб

За что достается одному из лучших игроков в истории Лионелю Месси

Forbes
Я — сноб. Куратор Фонда поддержки современного искусства Cosmoscow Алексей Масляев Я — сноб. Куратор Фонда поддержки современного искусства Cosmoscow Алексей Масляев

О ближайших интересных выставках в России и особенностях работы в искусстве

СНОБ
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
Выгодно ли сделать плановое техническое обслуживание автомобиля летом Выгодно ли сделать плановое техническое обслуживание автомобиля летом

Можно ли сэкономить на прохождении ТО?

РБК
Земля талантов Земля талантов

Самарский областной художественный музей входит в число крупнейших музеев России

Отдых в России
Как организовать процесс развода, чтобы сохранить психологическое здоровье детей? Как организовать процесс развода, чтобы сохранить психологическое здоровье детей?

Как помочь ребенку пережить развод и смягчить нагрузку на психику

VOICE
Описать технический прогресс. Кто придумал теорию для двигателя внутреннего сгорания Описать технический прогресс. Кто придумал теорию для двигателя внутреннего сгорания

Для своего времени ДВС стал настоящим чудом инженерной мысли

СНОБ
Открыть в приложении