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

До чего доводят технологии: 5 романов о вызовах цифровой реальности До чего доводят технологии: 5 романов о вызовах цифровой реальности

Подборка фантастических романов о последствиях технического прогресса

ТехИнсайдер
Травы и специи могут сделать вкусную вредную пищу более полезной Травы и специи могут сделать вкусную вредную пищу более полезной

Как сделать вкусную еду менее вредной?

ТехИнсайдер
Австралиец нашел прижизненные фотографии вымершего почти сто лет назад бандикута Австралиец нашел прижизненные фотографии вымершего почти сто лет назад бандикута

Куратор музея обнаружил в архивах черно-белые фотографии бандикута

N+1
Все китайские производители смартфонов: кто есть кто Все китайские производители смартфонов: кто есть кто

Китайские производители смартфонов, которые бросают вызов "акулам" рынка

CHIP
Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста

Ильза Кох — одна из самых жестких представительниц гитлеровского режима

ТехИнсайдер
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
Как понять, что волосы сухие и ломкие из-за жесткой воды, и что делать: советы эксперта Как понять, что волосы сухие и ломкие из-за жесткой воды, и что делать: советы эксперта

Почему ты ухаживаешь за волосами, а они все равно остаются сухими и тусклыми?

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
Brabus добрался до Range Rover Brabus добрался до Range Rover

Познакомьтесь с Brabus 600 Range Rover

4x4 Club
Сказочное Охотоморье Сказочное Охотоморье

Супруги Кирилл Уютнов и Екатерина Васягина перезимовали на севере Сахалина

Отдых в России
Прекрасная страна. История эмиграции из-за политического преследования в Китае Прекрасная страна. История эмиграции из-за политического преследования в Китае

Книга о семье, которой пришлось переехать из-за политического преследования

СНОБ
Что надо знать о блан де нуаре — одном из винных хитов 2023 года Что надо знать о блан де нуаре — одном из винных хитов 2023 года

Почему российский блан де нуар отличается от французского и как его делают

СНОБ
Нравиться всем или себе? Находим золотую середину Нравиться всем или себе? Находим золотую середину

Как здраво оценивать себя?

VOICE
Вы будете смеяться, когда узнаете интимные подробности выражения Вы будете смеяться, когда узнаете интимные подробности выражения

Почему именно песок сочится из старческих щелей?

ТехИнсайдер
Альтернативное решение Альтернативное решение

Как лечат пиявки и нужна ли вообще такая терапия

Лиза
Изменение трех генов вызвало партеногенез у дрозофил Изменение трех генов вызвало партеногенез у дрозофил

Ученые впервые вызвали партеногенез геномным редактированием

N+1
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
Ученые извлекли древнюю ДНК из 3000-летнего кирпича Ученые извлекли древнюю ДНК из 3000-летнего кирпича

Ученые успешно получили древнюю ДНК из глиняного кирпича возрастом 2900 лет

ТехИнсайдер
Переключи режим! Переключи режим!

Что делать, если ты не расстаешься с ноутбуком даже на пляже?

Лиза
Мы, Николай Второй. Как императора показывали в российских фильмах и сериалах Мы, Николай Второй. Как императора показывали в российских фильмах и сериалах

Все самые яркие воплощения царя на экране в постсоветском кино

СНОБ
Доллар выше 100 рублей: как остановить обвал российской валюты и спасти деньги Доллар выше 100 рублей: как остановить обвал российской валюты и спасти деньги

Что происходит с рублем и что будут предпринимать власти?

Forbes
Восстанавливаем удаленные со смартфона фото: подробная инструкция для iPhone и Android Восстанавливаем удаленные со смартфона фото: подробная инструкция для iPhone и Android

Кому из нас не приходилось сокрушаться о случайно удаленных фотографиях?

CHIP
Нищие наследники: миллиардеры, которые ничего не оставят своим детям Нищие наследники: миллиардеры, которые ничего не оставят своим детям

Наследникам этих богачей рассчитывать на родительские капиталы не приходится

VOICE
Время путешествовать Время путешествовать

Эксплорер Bering 145 Heeus с брутальной внешностью, который умеет развлекать

Y Magazine
«Ночь заводов»: зачем в действующих цехах устраивают перформансы и концерты «Ночь заводов»: зачем в действующих цехах устраивают перформансы и концерты

Зачем делать действующие предприятия площадками для современного искусства

Forbes
Зачем быкам кольцо в носу? Зачем быкам кольцо в носу?

Для чего же используется кольцо в носу у быков. Спойлер: не для красоты!

ТехИнсайдер
Российский коньяк: что можно пить без последствий и с удовольствием? Российский коньяк: что можно пить без последствий и с удовольствием?

На какие из российских коньяков стоит обращать внимание при покупке?

Maxim
Топ-5 самых дорогих наручных часов в мире Топ-5 самых дорогих наручных часов в мире

Наручные часы — аксессуар с, пожалуй, самым широким разбросом цен

Maxim
За полгода мошенники похитили у россиян более 1,3 млрд руб. через СБП За полгода мошенники похитили у россиян более 1,3 млрд руб. через СБП

За первое полугодие 2023 года мошенники украли у россиян более 1,3 млрд руб

Inc.
За тридевять земель: тестируем китайский кроссовер с почти бесконечным запасом хода За тридевять земель: тестируем китайский кроссовер с почти бесконечным запасом хода

Skywell HT-i — модель словно создана для России

ТехИнсайдер
Открыть в приложении