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

Начало бесконечности Начало бесконечности

Объяснения, которые меняют мир

kiozk originals
Киригами-манипулятор поднимет груз в 16000 раз тяжелее себя Киригами-манипулятор поднимет груз в 16000 раз тяжелее себя

Американские инженеры создали простой и недорогой киригами-манипулятор

N+1
«Я ж не псих какой-нибудь»: как ваши проблемы становятся бедами других людей «Я ж не псих какой-нибудь»: как ваши проблемы становятся бедами других людей

Наплевательское отношение к своему ментальному здоровью — это безответственность

Psychologies
Зачем кузнечику сабля? Зачем кузнечику сабля?

Как спрятать кладку, когда даже закопать её не можешь?

Наука и жизнь
Фонды пополняются метрами Фонды пополняются метрами

Граждане распробовали ЗПИФы недвижимости

Деньги
Семь вещей, которые поймут только те, кто был на советских курортах Семь вещей, которые поймут только те, кто был на советских курортах

Вспоминаем нюансы отечественных курортов

Maxim
«Станьте исследователем»: как снова полюбить партнера после измены «Станьте исследователем»: как снова полюбить партнера после измены

Супружеская неверность совсем не обязательно означает конец брака

Psychologies
Проклятие «века смартфонов»: что такое цифровое слабоумие и как распознать его у себя Проклятие «века смартфонов»: что такое цифровое слабоумие и как распознать его у себя

Из-за того, что устройства стали чересчур умными, нам грозит диджитал-деменция

VOICE
Ест сладкое и не толстеет: почему не стоит завидовать такой подруге — ответ нутрициолога Ест сладкое и не толстеет: почему не стоит завидовать такой подруге — ответ нутрициолога

Выясняем, кто такие skinny fat и что делать, если ты одна из них.

VOICE
Хотите быть счастливой парой? Запомните эти 10 советов Хотите быть счастливой парой? Запомните эти 10 советов

Психолог рассказала, какие действия можно предпринять для улучшения отношений

Psychologies
Начальникам на заметку! Как вести себя с подчиненными, чтобы стимулировать персональный рост Начальникам на заметку! Как вести себя с подчиненными, чтобы стимулировать персональный рост

Существует ли универсальный способ для вдохновения других людей?

ТехИнсайдер
Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Реальна ли лебединая верность, как обучается нейросеть и другие вопросы

Вокруг света
Начинающий горожанин Начинающий горожанин

Что предложить подростку в городе?

Эксперт
Квартиры не отдаются Квартиры не отдаются

Доступность жилья в России снизилась до уровня десятилетней давности

Деньги
О чем мечтают и почему ссорятся империи: история долгих отношений России и Турции О чем мечтают и почему ссорятся империи: история долгих отношений России и Турции

Как враждовали и о чем спорили две империи?

Forbes
«Не спорь со мной»: как мирно решать конфликты «Не спорь со мной»: как мирно решать конфликты

Как решать конфликты, а не избегать их?

Psychologies
5 таинственных авиакатастроф за последние 50 лет 5 таинственных авиакатастроф за последние 50 лет

За последние 50 лет множество самолетов исчезли таинственным образом

ТехИнсайдер
Неочевидные минусы СССР Неочевидные минусы СССР

Старшее поколение уже не помнит, а молодежь еще не знает

Maxim
«Я всегда прихожу заранее»: как избавиться от этой привычки «Я всегда прихожу заранее»: как избавиться от этой привычки

Некоторые чувствуют себя обязанными всегда приходить заблаговременно

Psychologies
Альпакотерапия: как она помогает справляться с психологическими трудностями Альпакотерапия: как она помогает справляться с психологическими трудностями

Взаимодействие с альпаками способно привести человека в душевное равновесие

Psychologies
Cоцсети ухудшают доверие среди людей? Интересный факт! Cоцсети ухудшают доверие среди людей? Интересный факт!

Как социальные сети сказываются на уровне доверия между людьми?

ТехИнсайдер
Системный подход к импортозамещению Системный подход к импортозамещению

Анализ, оценка и систематизация помогут локализовать производства

Эксперт
Рисунок дюн расскажет о геологической истории планет Солнечной системы Рисунок дюн расскажет о геологической истории планет Солнечной системы

Дюны помогут узнать больше о планетах Солнечной системы

ТехИнсайдер
Мертвый язык Мертвый язык

«...мертвым он был в самом прямом смысле, речь шла о языке мертвых!»

Вокруг света
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
На острие безвкусицы. О фильме «Только ты и я» с Вирджини Эфирой На острие безвкусицы. О фильме «Только ты и я» с Вирджини Эфирой

Как Донзелли удалось снять чуткое кино на громкую тему домашнего насилия

СНОБ
Три секунды эксцентричных тренировок в день увеличили мышечную силу Три секунды эксцентричных тренировок в день увеличили мышечную силу

Даже трехсекундные упражнения положительно влияют на человеческое тело

N+1
Исполнение и наказание Исполнение и наказание

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

Weekend
Земля женщин: как Новая Зеландия стала одной из стран-лидеров по гендерному равенству Земля женщин: как Новая Зеландия стала одной из стран-лидеров по гендерному равенству

Как страна «на другом конце света» поддерживает женщин

Forbes
Мобильный розарий Мобильный розарий

Розы уместны всегда и везде

Лиза
Открыть в приложении