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

На повышенных оборотах На повышенных оборотах

8 крутых тренировок, которые сжигают больше всего калорий (до 1000 за занятие)

Лиза
Размер не главное: самые маленькие квартиры мира Размер не главное: самые маленькие квартиры мира

Крошечные квартиры, которые вы не могли себе даже представить

Правила жизни
Корпус искусств Корпус искусств

Смелый и впечатляющий интерьер в эклектичном стиле

SALON-Interior
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
Путь повара Путь повара

Как шеф-повар Андрей Жданов строил свою карьеру

Bones
«Дикая птица и культурный человек» «Дикая птица и культурный человек»

Гага обыкновенная и человек разумный: четырнадцать веков взаимоотношений

N+1
Один на один Один на один

Как Игорь Шулинский совмещал работу с родительством и чему научился

Psychologies
5 книг в жанре автофикшн 5 книг в жанре автофикшн

Автофикшн: самые интересные сюжеты всегда подкидывает жизнь

СНОБ
В начале был громоотвод В начале был громоотвод

Люди всегда боялись грозы, сопровождаемой молниями. Кто подчинил их?

Дилетант
Сказать правду Сказать правду

Как рассказать детям об «особенном» появлении на свет?

Psychologies
«Ваш отец мне изменил»: надо ли рассказывать детям о реальной причине развода «Ваш отец мне изменил»: надо ли рассказывать детям о реальной причине развода

Причина развода — измена, но должны ли знать об этом ваши дети?

Psychologies
Психолог, юрист, убежище: как в Нижнем Новгороде помогают пострадавшим женщинам Психолог, юрист, убежище: как в Нижнем Новгороде помогают пострадавшим женщинам

Как женщины в регионах объединяются и сами помогают друг другу?

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
Принцесса покера: как Молли Блум заработала миллионы на игре в покер и потеряла все Принцесса покера: как Молли Блум заработала миллионы на игре в покер и потеряла все

Жизнь Молли была разрушена в одночасье, но она собрала её по кусочкам

Forbes
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Как пытались получить доказательства в пользу населённости соседних планет

Наука и жизнь
«Лиза тяжело болела. Смерть наступила мгновенно»: Жека впервые раскрыл подробности состояния жены перед самоубийством «Лиза тяжело болела. Смерть наступила мгновенно»: Жека впервые раскрыл подробности состояния жены перед самоубийством

Жека рассказал, что у Елизаветы Крапивиной было тяжелое психическое заболевание

VOICE
Успокойся: как научиться контролировать страх и тревогу Успокойся: как научиться контролировать страх и тревогу

Как не поддаваться разрушительным эмоциям?

Правила жизни
Мужской взгляд на воспитание: как стать хорошим отцом Мужской взгляд на воспитание: как стать хорошим отцом

С какими вызовами сталкиваются современные папы и как их преодолевать?

Psychologies
Гетеротрофные бактерии запомнили цикличность смены дня и ночи Гетеротрофные бактерии запомнили цикличность смены дня и ночи

Почвенные бактерии способны хранить информацию о смене дня и ночи

N+1
Что собой представляет люксовый китайский микроавтобус Voyah Dream за 10 миллионов рублей Что собой представляет люксовый китайский микроавтобус Voyah Dream за 10 миллионов рублей

Voyah Dream — тестируем шикарный микроавтобус в Архангельской области

Maxim
Вилла Grey Stone Вилла Grey Stone

Современный дом для отдыха, где много воздуха

SALON-Interior
Пески фрекинга: как бывший нефтяной магнат осваивает в Техасе новые ресурсы Пески фрекинга: как бывший нефтяной магнат осваивает в Техасе новые ресурсы

Компания Бада Бригэма сделает его миллиардером, если не будет угрожать ящерице

Forbes
5 таинственных авиакатастроф за последние 50 лет 5 таинственных авиакатастроф за последние 50 лет

За последние 50 лет множество самолетов исчезли таинственным образом

ТехИнсайдер
Первая свежесть Первая свежесть

Российские шефы поделились своим мнением о российской рыбе и морепродуктах

Bones
Земля талантов Земля талантов

Самарский областной художественный музей входит в число крупнейших музеев России

Отдых в России
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
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
Малоизвестные детали спортивной карьеры Джейсона Стейтема: ездил в Москву, мечтал об Олимпиаде Малоизвестные детали спортивной карьеры Джейсона Стейтема: ездил в Москву, мечтал об Олимпиаде

Автор множества выдуманных цитат был вполне реальным прыгуном в воду

Maxim
Социолог нашел подтверждение теории бредовых работ Социолог нашел подтверждение теории бредовых работ

Обладатели этих профессий ощущают бесполезность своей работы

N+1
Почему новый Land Cruiser добьётся успеха там, где потерпел неудачу FJ Cruiser Почему новый Land Cruiser добьётся успеха там, где потерпел неудачу FJ Cruiser

Почему FJ Cruiser потерпел неудачу?

4x4 Club
Открыть в приложении