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

Внедорожный Escape, или всё что вам нужно знать о Ford Bronco Sport Внедорожный Escape, или всё что вам нужно знать о Ford Bronco Sport

Внедорожник Ford Bronco Sport: икеевский интерьер и немалый ценник

4x4 Club
«Аквариум: геометрия хаоса» — эксклюзивный отрывок на MAXIM «Аквариум: геометрия хаоса» — эксклюзивный отрывок на MAXIM

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

Maxim
Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики

Что отличает травматичные и стрессовые ситуации? Как они влияют на нас?

Psychologies
Главные правила кухни Главные правила кухни

В любом проекте на кухню сначала набираются ключевые игроки

Bones
По своему желанию По своему желанию

Самые надежные средства контрацепции, о которых ты, возможно, не знала

Лиза
«Месси угрожает погубить душу нашей лиги» — в США критикуют аргентинца и его клуб «Месси угрожает погубить душу нашей лиги» — в США критикуют аргентинца и его клуб

За что достается одному из лучших игроков в истории Лионелю Месси

Forbes
Как подключить беспроводные наушники к телевизору Как подключить беспроводные наушники к телевизору

Подключив беспроводные наушники к телевизору, вы избавите себя от массы проблем

CHIP
Квартиры не отдаются Квартиры не отдаются

Доступность жилья в России снизилась до уровня десятилетней давности

Деньги
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
Чем заменить Lexus. Тест-драйв Exeed RX Чем заменить Lexus. Тест-драйв Exeed RX

В России начали продавать Exeed RX. Результаты тест-драйва

РБК
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
Земля талантов Земля талантов

Самарский областной художественный музей входит в число крупнейших музеев России

Отдых в России
Ад оказался ближе центра Земли: какую загадку хранит 12-километровая Кольская сверхглубокая скважина Ад оказался ближе центра Земли: какую загадку хранит 12-километровая Кольская сверхглубокая скважина

Сверхглубокую Кольскую скважину начали бурить в 1970-е годы... что там нашли?

ТехИнсайдер
Что стоит обсудить перед свадьбой: 9 вопросов Что стоит обсудить перед свадьбой: 9 вопросов

Чем раньше обсудите сложные темы, тем больше шансов на успех будет у союза

Psychologies
Как стать успешным блогером и можно ли на этом заработать в 2023 году Как стать успешным блогером и можно ли на этом заработать в 2023 году

Когда можно выгодно вложиться в личный блог в 2023 году, а когда не стоит

РБК
10 интересных фактов о сверхзвуковых пассажирских самолетах — Ту-144 и Concorde 10 интересных фактов о сверхзвуковых пассажирских самолетах — Ту-144 и Concorde

Почему же закончилась эпоха сверхзвуковых пассажирских самолетов?

Maxim
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
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
«Любовь невозможна без боли»: зачем сталкиваться с фрустрацией в отношениях «Любовь невозможна без боли»: зачем сталкиваться с фрустрацией в отношениях

Мы все мечтаем о любви, но мало кто может ее вынести и сохранить. Почему?

Psychologies
Легкий старт Легкий старт

Как открыть свое дело с нуля без вложений: 7 рабочих идей

Лиза
Волшебный порошок: на что способна хозяйственная бура Волшебный порошок: на что способна хозяйственная бура

Вот как можно использовать хозяйственную буру в быту

ТехИнсайдер
Физики после 67 лет поисков поймали «демона»: безмассовую, нейтральную частицу Физики после 67 лет поисков поймали «демона»: безмассовую, нейтральную частицу

Группа исследователей обнаружила безмассовую нейтральную частицу

ТехИнсайдер
Мантра: 5 способов улучшить свою жизнь Мантра: 5 способов улучшить свою жизнь

Как мантры могут улучшить твою жизнь?

VOICE
Самораскрытие: когда стоит и не стоит делиться с собеседником своим опытом и переживаниями Самораскрытие: когда стоит и не стоит делиться с собеседником своим опытом и переживаниями

Что такое самораскрытие и почему эта наклонность многих раздражает?

Psychologies
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
Неочевидные минусы СССР Неочевидные минусы СССР

Старшее поколение уже не помнит, а молодежь еще не знает

Maxim
«Дикая птица и культурный человек» «Дикая птица и культурный человек»

Гага обыкновенная и человек разумный: четырнадцать веков взаимоотношений

N+1
Срубить и закопать: как американский стартап «хоронит» деревья ради спасения планеты Срубить и закопать: как американский стартап «хоронит» деревья ради спасения планеты

Зачем стартап Kodama Systems вырубает деревья?

Forbes
Возможно ли предсказать вооруженные конфликты? Вот как ученые работают над этим Возможно ли предсказать вооруженные конфликты? Вот как ученые работают над этим

Статистическая модель способна выявить связи между конфликтами в Африке

ТехИнсайдер
Экстракт китайского цветка снизил накопление жира в адипоцитах Экстракт китайского цветка снизил накопление жира в адипоцитах

Экстракт Mallotus furetianus значительно подавляет увеличение массы тела

N+1
Открыть в приложении