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

Классовые разногласия Классовые разногласия

Чем опасны моторы класса Евро-0 и долго ли их еще будут выпускать в России?

РБК
Из Нью-Йорка в Париж за 90 минут: сможет ли стартап Hermeus преодолеть скорость звука Из Нью-Йорка в Париж за 90 минут: сможет ли стартап Hermeus преодолеть скорость звука

Разработка пассажирского самолета, который сможет развивать скорость 5 Махов

Forbes
На всем зеленом. Честные плюсы и минусы вегетарианства На всем зеленом. Честные плюсы и минусы вегетарианства

Все про вегетарианство, за и против, все его типы и прочие интересные детали

Лиза
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
Что важно сегодня знать о Луне и «Луне-25» Что важно сегодня знать о Луне и «Луне-25»

Почему миссия «Луны-25» так важна

Maxim
Проклятие «Моей прекрасной няни»: эта трагедия объединила судьбы главных актрис — Анастасии Заворотнюк и Фрэн Дрешер Проклятие «Моей прекрасной няни»: эта трагедия объединила судьбы главных актрис — Анастасии Заворотнюк и Фрэн Дрешер

В судьбах актрис, сыгравших роли «Моей прекрасной няни», есть роковые совпадения

VOICE
ИИ нашел неандертальский белок, который может стать источником новых антибиотиков ИИ нашел неандертальский белок, который может стать источником новых антибиотиков

«Воскрешенные» молекулы могут послужить источником новых лекарств

ТехИнсайдер
Средняя скорость и новая разметка: что придумали для водителей в августе Средняя скорость и новая разметка: что придумали для водителей в августе

На дороги наносят новую разметку, камеры фиксируют необычное нарушение ПДД

РБК
«Мы, как тараканы, будем плодиться»: как выглядела женская панк-сцена 1990-х «Мы, как тараканы, будем плодиться»: как выглядела женская панк-сцена 1990-х

О чем пели женские панк-группы в России?

Forbes
Малышка Точный Выстрел: как Энни Оукли создала роту женщин-снайперов и покорила США Малышка Точный Выстрел: как Энни Оукли создала роту женщин-снайперов и покорила США

Как Энни Оукли вошла в историю

Forbes
«Сердце тьмы». О чем писал Джозеф Конрад «Сердце тьмы». О чем писал Джозеф Конрад

Чему посвящена повесть Конрада «Сердце тьмы»

СНОБ
Устаревшие правила, которые мешают построить гармоничные отношения с мужчиной Устаревшие правила, которые мешают построить гармоничные отношения с мужчиной

Почему установки времен наших бабушек больше неактуальны

VOICE
Всё о выработке и приеме коллагена: большой экспертный гид Всё о выработке и приеме коллагена: большой экспертный гид

Коллаген: обязательный пункт в "бьюти-меню"

VOICE
Глава «Либо/Либо» Лика Кремер о том, почему подкасты нужны даже в очень сложное время Глава «Либо/Либо» Лика Кремер о том, почему подкасты нужны даже в очень сложное время

Почему подкасты оказались так востребованы в момент, когда весь мир рушится

Forbes
Три отца иконоскопа. Кто придумал телевизор Три отца иконоскопа. Кто придумал телевизор

Как изобрели телевизор и какое первое изображение впервые передали с его помощью

СНОБ
Едят что хотят и не толстеют Едят что хотят и не толстеют

6 секретов стройности корейских женщин

Лиза
Мощный символ Мощный символ

Custom Line 140: совершенство, из которого ничего не требуется убирать

Y Magazine
«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
«Идти таким же путем никому не советую»: как за время декрета я стала стоковым иллюстратором «Идти таким же путем никому не советую»: как за время декрета я стала стоковым иллюстратором

Как Екатерина в 30 лет бросила работу инженером и стала иллюстратором?

VOICE
Ураган в детской Ураган в детской

Некоторые малыши гиперактивны, а это истощает детскую нервную систему

Лиза
«Он тебе не пара» «Он тебе не пара»

Что делать, если семья не одобряет твой выбор партнера

Лиза
Биоархеологи выяснили рацион людей из скифской «Долины царей» Биоархеологи выяснили рацион людей из скифской «Долины царей»

Ученые проанализировали останки 12 человек из памятника Чинге-Тей-I

N+1
Почему бэби-бумеры все чаще остаются в одиночестве: интересный факт! Почему бэби-бумеры все чаще остаются в одиночестве: интересный факт!

Что такое "серый развод" и как он влияет на бэби-бумеров?

ТехИнсайдер
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
Как сохранить романтику в браке: 4 секрета счастливых пар Как сохранить романтику в браке: 4 секрета счастливых пар

Как пронести любовь и увлеченность друг другом через житейские бури и рутину?

Psychologies
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
3 жизненных урока, которые мы извлекаем из отношений родителей 3 жизненных урока, которые мы извлекаем из отношений родителей

Ребенок всегда перенимает ту манеру поведения, которая была у него перед глазами

Psychologies
Королева и режиссер: история любви и творчества Глеба Панфилова и Инны Чуриковой Королева и режиссер: история любви и творчества Глеба Панфилова и Инны Чуриковой

Панфилов и Чурикова: они познакомились на съемках и прожили вместе более 50 лет

Forbes
Что делать, если ты влюбилась в своего психотерапевта (или он в тебя) Что делать, если ты влюбилась в своего психотерапевта (или он в тебя)

Влюбленность – самый распространенный побочный эффект психотерапии

VOICE
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
Открыть в приложении