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

Практические вопросы: Почему запотевают окна? Практические вопросы: Почему запотевают окна?

Попробуем разобраться, из-за чего окна в машине становятся запотевшими

4x4 Club
Почему медиаспорт в России стал популярным Почему медиаспорт в России стал популярным

В России активно развивается медиаспорт — непрофессиональные соревнования

СНОБ
Ожирение ухудшает ассоциативное мышление у человека Ожирение ухудшает ассоциативное мышление у человека

У людей, страдающих ожирением, ухудшается ассоциативное мышление

ТехИнсайдер
Кто такой Михаил Елизаров — автор «Библиотекаря» и впечатляющих песен Кто такой Михаил Елизаров — автор «Библиотекаря» и впечатляющих песен

Кто такой Михаил Елизаров?

Правила жизни
Вовлеченность отцов в воспитание связали со сниженным риском задержки нервно-психического развития у детей Вовлеченность отцов в воспитание связали со сниженным риском задержки нервно-психического развития у детей

В вовлеченность отцов в воспитание снизила риск задержки развития детей

N+1
Изящный Дубай: как обстоят дела с искусством в ОАЭ Изящный Дубай: как обстоят дела с искусством в ОАЭ

Три сюжета, которые характеризуют культурную жизнь ОАЭ и Саудовской Аравии

Правила жизни
Законы СССР, которые советские люди массово нарушали Законы СССР, которые советские люди массово нарушали

Ряд статей уголовного кодекса граждане СССР нарушали почти поголовно

Maxim
Топливо для гонок. Чем оно отличается от обычного? Топливо для гонок. Чем оно отличается от обычного?

Думаете, что в автоспорте используется специальное топливо?

РБК
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
Неочевидные минусы СССР Неочевидные минусы СССР

Старшее поколение уже не помнит, а молодежь еще не знает

Maxim
Лаконичность и минимализм Лаконичность и минимализм

Процесс создания десертов зависит от проекта, для которого их нужно разработать

Bones
Безусловная любовь: миф или реальность Безусловная любовь: миф или реальность

Гипнотерапевт раскрывает секреты безусловного принятия и любви

Psychologies
«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
«Он тебе не пара» «Он тебе не пара»

Что делать, если семья не одобряет твой выбор партнера

Лиза
Эхо Верхнего Ларса: почему транзит не стал для Северной Осетии драйвером роста Эхо Верхнего Ларса: почему транзит не стал для Северной Осетии драйвером роста

Почему Северная Осетия продолжает жить в спящем режиме?

Forbes
Не только мужской гормон: на что влияет тестостерон Не только мужской гормон: на что влияет тестостерон

Как поддерживать нужный уровень тестостерона и почему это важно?

Правила жизни
«Без обид»: как новый фильм с Дженнифер Лоуренс меняет восприятие женского тела «Без обид»: как новый фильм с Дженнифер Лоуренс меняет восприятие женского тела

В фильме «Без обид» Дженнифер Лоуренс демонстрирует все грани своего таланта

Forbes
11 притягательных качеств, которые способствуют длительным отношениям 11 притягательных качеств, которые способствуют длительным отношениям

Качества, которые помогут сохранить ваш союз надолго

Psychologies
Интересный факт! Как древние переселенцы из Причерноморья поразили современных археологов Интересный факт! Как древние переселенцы из Причерноморья поразили современных археологов

Археологи сделали удивительное открытие, о котором раньше «они только мечтали»

ТехИнсайдер
Как сделать ремонт и не сойти с ума: 6 полезных правил Как сделать ремонт и не сойти с ума: 6 полезных правил

Как же сделать ремонт так, чтобы все прошло быстро и без нервов

VOICE
В палеофекалиях древних добытчиков соли нашли яйца гельминтов В палеофекалиях древних добытчиков соли нашли яйца гельминтов

Палеопаразитологи исследовали 35 палеофекалий XII–VII веков до нашей эры

N+1
Новостные агентства требуют, чтобы при обучении ИИ, не использовались тексты и изображения без разрешения Новостные агентства требуют, чтобы при обучении ИИ, не использовались тексты и изображения без разрешения

Как инструменты искусственного интеллекта нарушают законы об авторском праве.

ТехИнсайдер
Деньги Деньги

Откуда в Дубае деньги?

Правила жизни
Нужно ли обновлять драйверы, если все работает Нужно ли обновлять драйверы, если все работает

Когда на самом деле стоит обновлять драйверы, и нужно ли это делать регулярно?

CHIP
10 причин посмотреть «Криминальный город: Разборки в Пусане» 10 причин посмотреть «Криминальный город: Разборки в Пусане»

Насколько на самом деле крут фильм «Криминальный город: Разборки в Пусане»

Maxim
Как использовать мультиварку на все 100%: 7 скрытых возможностей устройства, о которых вы и не догадывались Как использовать мультиварку на все 100%: 7 скрытых возможностей устройства, о которых вы и не догадывались

Как еще можно использовать мультиварку с пользой в быту, помимо обычных функций

ТехИнсайдер
Как уйти в отпуск без чувства вины: 5 простых шагов Как уйти в отпуск без чувства вины: 5 простых шагов

Что больше всего тревожит отпускных и что с этим можно сделать

Psychologies
Как республиканец и кандидат на пост президента США Вивек Рамасвами стал миллиардером Как республиканец и кандидат на пост президента США Вивек Рамасвами стал миллиардером

В отличие от своего конкурента Вивек Рамасвами разбогател самостоятельно

Forbes
Безобидный нарциссизм: как использовать эту часть личности во благо Безобидный нарциссизм: как использовать эту часть личности во благо

Объясняем, почему нарциссизм — это не так плохо, как многие представляют

Psychologies
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
Открыть в приложении