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

Обвисшая грудь у мужчин: что это значит и как убрать? Обвисшая грудь у мужчин: что это значит и как убрать?

Разбираемся, почему у мужчин отвисает грудь и как с этим бороться

Maxim
В Польше нашли убитых в немецком лагере Треблинка-1 заключенных В Польше нашли убитых в немецком лагере Треблинка-1 заключенных

Ученые провели исследование останков из коллективной могилы в Треблинке-1

N+1
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
Масса за горизонтом событий Масса за горизонтом событий

О том, как удалось обнаружить и «взвесить» одну из сверхмассивных чёрных дыр

Наука и жизнь
Врач, медсестра или эстетист: как выбрать подходящего косметолога Врач, медсестра или эстетист: как выбрать подходящего косметолога

Что отличает косметологов и с какими запросами они в силах справиться

Psychologies
Возраст сексуального согласия: 8 тем, которые необходимо обсудить с подростком Возраст сексуального согласия: 8 тем, которые необходимо обсудить с подростком

О чем нужно предупредить ребенка, обсуждая с ним сексуальное согласие?

Psychologies
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
«Каждый день – новая мечта» «Каждый день – новая мечта»

Графику десятилетней Евы Смирновой могут удивиться даже самые занятые взрослые

OK!
Первая свежесть Первая свежесть

Российские шефы поделились своим мнением о российской рыбе и морепродуктах

Bones
Гармония гормонов Гармония гормонов

Женские гормоны, которые необходимо проверять каждый год

Лиза
Замуж за иностранца Замуж за иностранца

7 советов, как не попасть в заложники к заморскому принцу

Лиза
5 таинственных авиакатастроф за последние 50 лет 5 таинственных авиакатастроф за последние 50 лет

За последние 50 лет множество самолетов исчезли таинственным образом

ТехИнсайдер
Это надо видеть! Это надо видеть!

Уникальные и необычные достопримечательности в разных уголках нашей страны

Лиза
В чем польза и вред шпината для организма В чем польза и вред шпината для организма

Шпинат может улучшить зрение и замедлить процесс повреждения клеток

РБК
Безумно щедр и очень заботлив: как распознать потенциального абьюзера Безумно щедр и очень заботлив: как распознать потенциального абьюзера

Глава из книги «Почему он делает это? Кто такой абьюзер и как ему противостоять»

Forbes
27 видов абьюза в постели 27 видов абьюза в постели

Как сразу распознать абьюзивного полового партнера?

Psychologies
10 правил, которые могут спасти жизнь в походе, но при этом ими все пренебрегают 10 правил, которые могут спасти жизнь в походе, но при этом ими все пренебрегают

Даже опытные походники регулярно допускают эти ошибки

Maxim
Можно ли плакать на работе: влияние и последствия Можно ли плакать на работе: влияние и последствия

Дать волю эмоциям и расплакаться на глазах у всех: всегда ли это плохо?

Psychologies
«Это огромный ущерб самооценке»: что делать, если мучает чувство вины «Это огромный ущерб самооценке»: что делать, если мучает чувство вины

Советы для тех, кому постоянное чувство вины знакомо не понаслышке

Psychologies
Пришло время поговорить. Как понять и поддержать подростка Пришло время поговорить. Как понять и поддержать подростка

Что нужно сделать матери, которая хочет выслушать своего ребенка

СНОБ
«Мы не можем ждать милостей от природы». Кто придумал плодово-ягодные культуры «Мы не можем ждать милостей от природы». Кто придумал плодово-ягодные культуры

История великого селекционера Ивана Мичурина, который вывел тысячи новых сортов

СНОБ
Зачем кузнечику сабля? Зачем кузнечику сабля?

Как спрятать кладку, когда даже закопать её не можешь?

Наука и жизнь
Полёт Орла Полёт Орла

Пресса вообще ничего не писала о высадке Наполеона Бонапарта — из-за цензуры

Дилетант
Очищенную воду можно получить прямо из тумана Очищенную воду можно получить прямо из тумана

Разработан метод, позволяющий собирать воду из тумана и одновременно очищать ее

ТехИнсайдер
Путь к излечению: как формируется и проявляется самокритика Путь к излечению: как формируется и проявляется самокритика

Действительно ли суровый внутренний критик делает нас лучше? Или все-таки нет?

Psychologies
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
Как выстраивать отношения с родителями с деменцией. Отрывок из книги Как выстраивать отношения с родителями с деменцией. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Деменция: Как жить, если близкий человек болен»

СНОБ
Немаленькая женщина: как Грета Гервиг из звезды инди-кино стала режиссером, заработавшим миллиард долларов в прокате Немаленькая женщина: как Грета Гервиг из звезды инди-кино стала режиссером, заработавшим миллиард долларов в прокате

Все режиссерские проекты Греты Гервиг окупались минимум в 5,5 раза

Правила жизни
Правила, которые нужно соблюдать перед тренировкой Правила, которые нужно соблюдать перед тренировкой

5 рекомендаций, благодаря которым тренировки точно будут полезными

Maxim
Освободите Вилли: почему Вилли Вонка гораздо больше, чем все шутки о нем Освободите Вилли: почему Вилли Вонка гораздо больше, чем все шутки о нем

Рассказываем, чего ждать от «Вонки» с Тимоти Шаламе

Правила жизни
Открыть в приложении