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

Советский супервездеход: УАЗ-3907 «Ягуар» Советский супервездеход: УАЗ-3907 «Ягуар»

УАЗ-3907 «Ягуар» легко проходил огонь и воду, но медных труб не услышал

Maxim
Заколоченные окна: какие проблемы вызовет отказ Microsoft продлевать лицензии Заколоченные окна: какие проблемы вызовет отказ Microsoft продлевать лицензии

Лицензии Microsoft на продукты будут действовать до конца сентября

Forbes
Новый антибиотик заставляет вредных микробов совершать самоубийство: наш шанс в борьбе с супербактериями Новый антибиотик заставляет вредных микробов совершать самоубийство: наш шанс в борьбе с супербактериями

Новый препарат может помочь переломить ход борьбы с супербактериями

ТехИнсайдер
Стрелки на глазах: какие выбрать и как правильно нарисовать Стрелки на глазах: какие выбрать и как правильно нарисовать

Стрелки на веках — один из самых актуальных вариантов макияжа в 2023 году

РБК
Очень Хороший Человек, с которым тебе плохо: почему? Очень Хороший Человек, с которым тебе плохо: почему?

Есть такой сорт людей, всеобщих любимцев, жить с которыми довольно трудно

VOICE
«Город дам»: как были устроены женские коммуны в средневековой Европе «Город дам»: как были устроены женские коммуны в средневековой Европе

Глава из книги «Архитектура без архитектора»

Forbes
Аборт, потеря ребенка и три брака: личные драмы Ирины Мирошниченко Аборт, потеря ребенка и три брака: личные драмы Ирины Мирошниченко

Ирина Мирошниченко построила блистательную карьеру и выбрала одиночество

VOICE
Lapina: «Хейт — это очень весело» Lapina: «Хейт — это очень весело»

Lapina — яркий музыкальный проект Татьяны Лапиной

ЖАРА Magazine
«Аквариум: геометрия хаоса» — эксклюзивный отрывок на MAXIM «Аквариум: геометрия хаоса» — эксклюзивный отрывок на MAXIM

«Аквариум: геометрия хаоса»: глава «Время колокольчиков»

Maxim
«Кишечник и мозг» «Кишечник и мозг»

Как кишечные бактерии исцеляют и защищают ваш мозг

N+1
Пища для ума: эти доступные продукты Пища для ума: эти доступные продукты

Продукты, которые поддержат активность перегруженного мозга

VOICE
Наталья Сагал: «Мейерхольд посоветовал отцу: «Не говори никому, что твои родители в Америке» Наталья Сагал: «Мейерхольд посоветовал отцу: «Не говори никому, что твои родители в Америке»

Даниил Львович был в хорошем смысле социальным артистом

Коллекция. Караван историй
Мостинг, бредкрамбинг и другие кошмарные тренды в отношениях Мостинг, бредкрамбинг и другие кошмарные тренды в отношениях

Тренды современных отношений, которых лучше бы вообще не было

VOICE
Лучшие друзья — это репликанты: 10 фильмов об отношениях людей с роботами Лучшие друзья — это репликанты: 10 фильмов об отношениях людей с роботами

Мы собрали 10 фильмов об отношениях людей с ИИ

Правила жизни
Как советский инженер изобрел пиксель и начал цифровую революцию Как советский инженер изобрел пиксель и начал цифровую революцию

Отрывок из книги «Пиксель. История одной точки»

Forbes
Если мир опрокинется Если мир опрокинется

Продолжение рассказа Елены Ворон

Наука и жизнь
Сломанные ребра, радиоактивная косметика и глисты для похудения: как женщины прошлого издевались над собой ради красоты Сломанные ребра, радиоактивная косметика и глисты для похудения: как женщины прошлого издевались над собой ради красоты

Бьюти-процедуры из прошлого, в существование которых сегодня верится с трудом

ТехИнсайдер
С весны 2024 года водителей ждет пересдача на права. Все билеты-ловушки С весны 2024 года водителей ждет пересдача на права. Все билеты-ловушки

Многие билеты по ПДД составлены так, чтобы максимально запутать водителей

РБК
10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому 10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому

Банкам придется активнее работать с самозанятыми и давать им кредиты

Forbes
Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе

Найден путь к созданию терапии, которая будет помогать пациентам при БАС

ТехИнсайдер
Как расширить память смартфона на Android Как расширить память смартфона на Android

Есть различные способы увеличить объем доступной в смартфоне памяти

ТехИнсайдер
Ралли «Шёлковый путь 2023». Итоги Ралли «Шёлковый путь 2023». Итоги

Новое издание было уникально как по спортивной составляющей, так и по эмоциям

4x4 Club
Вот так романтик! Что Дэвид Бекхэм хранит на память о первой встрече с Викторией Бекхэм Вот так романтик! Что Дэвид Бекхэм хранит на память о первой встрече с Викторией Бекхэм

Как начинались отношения Дэвида и Виктории Бекхэм

VOICE
Муж прощал любовь к другому:  тайны личной жизни Веры Васильевой Муж прощал любовь к другому:  тайны личной жизни Веры Васильевой

Вера Васильева не скрывала от супруга, что всю жизнь любила другого

VOICE
Опосредованные углеродные выбросы мясоедов превзошли выбросы веганов в три раза Опосредованные углеродные выбросы мясоедов превзошли выбросы веганов в три раза

Если сократить потребление мяса, то можно снизить выбросы углекислого газа

N+1
Исполнение и наказание Исполнение и наказание

Как Роберт Де Ниро и Мартин Скорсезе исследовали насилие, вину и бессилие

Weekend
Риски замещения Риски замещения

В особенностях новых финансовых инструментов разбирались «Деньги»

Деньги
Изменение трех генов вызвало партеногенез у дрозофил Изменение трех генов вызвало партеногенез у дрозофил

Ученые впервые вызвали партеногенез геномным редактированием

N+1
Половина контента про пожилых в тиктоке показала их с негативной стороны Половина контента про пожилых в тиктоке показала их с негативной стороны

Зумеры высмеивают бумеров за их ценности и отношение к молодежи

N+1
Почему привычная еда выглядит так, как она выглядит, и при чем тут дизайн Почему привычная еда выглядит так, как она выглядит, и при чем тут дизайн

Команда проекта A-House поразмышляла на тему сближения миров еды и дизайна

РБК
Открыть в приложении