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

Принцессы княжества Торн: монахини или амазонки? Принцессы княжества Торн: монахини или амазонки?

В германских землях находилось маленькое царство, где правили только женщины

Знание – сила
Робот на присосках поможет слабовидящим купить напиток в автомате Робот на присосках поможет слабовидящим купить напиток в автомате

Это устройство поможет слабовидящим взаимодействовать с сенсорными экранами

N+1
Мыши с ГМ-клетками послушали группу Queen и выработали инсулин Мыши с ГМ-клетками послушали группу Queen и выработали инсулин

Ученые внедрили механочувствительные рецепторы в клетки, вырабатывающие инсулин

N+1
Мария Богомолова о поддержке стартапов и актуальных направлениях для инвестиций в Москве Мария Богомолова о поддержке стартапов и актуальных направлениях для инвестиций в Москве

Мария Богомолова — о поддержке стартапов, работе с госструктурами и инвестициях

СНОБ
Такси. День знаний Такси. День знаний

Остановит ли новый закон рост цен на проезд

Деньги
Ожирение ухудшает ассоциативное мышление у человека Ожирение ухудшает ассоциативное мышление у человека

У людей, страдающих ожирением, ухудшается ассоциативное мышление

ТехИнсайдер
Домашний лимонад: 5 рецептов напитков, которые можно сделать дома Домашний лимонад: 5 рецептов напитков, которые можно сделать дома

Как приготовить домашний лимонад без вреда для фигуры и здоровья

РБК
Мертвый язык Мертвый язык

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

Вокруг света
Легендарный советский реквизит, который кочевал из фильма в фильм Легендарный советский реквизит, который кочевал из фильма в фильм

Порой один и тот же реквизит снимался в советских фильмах чаще, чем актеры

Maxim
Революция игрушек: как из пупсов и хозяюшек куклы стали символами эмансипации Революция игрушек: как из пупсов и хозяюшек куклы стали символами эмансипации

Как менялись игрушки под влиянием социальных сдвигов

Forbes
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
Богатые вечно плачут: что смотреть, если вам нравится «Белый лотос» Богатые вечно плачут: что смотреть, если вам нравится «Белый лотос»

Если вам нравится «Белый лотос», посмотрите и другие шоу из нашего списка

Правила жизни
«Звездная» проблема «Звездная» проблема

Что такое сосудистые «звездочки», эстетический дефект или первый признак болезни

Лиза
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
Нейробиологи нашли механизм мозга, управляющий концентрацией внимания Нейробиологи нашли механизм мозга, управляющий концентрацией внимания

Основную роль в концентрации внимания играет скоординированная активность

ТехИнсайдер
Масло гхи: что это, как приготовить, польза и вред Масло гхи: что это, как приготовить, польза и вред

Есть ли в польза в масле гхи?

РБК
«Бочкарёвские дуры» в Зимнем «Бочкарёвские дуры» в Зимнем

Живучи домыслы о женском батальоне, который защищал Зимний дворец в 1917 году

Дилетант
«Вояджер-2» услышал «радиокрик» NASA на расстоянии почти 20 миллиардов км и восстановил связь «Вояджер-2» услышал «радиокрик» NASA на расстоянии почти 20 миллиардов км и восстановил связь

NASA смогло "окликнуть" спутник с помощью радиотелескопа "Канберра"

ТехИнсайдер
«Пришёл дать вам волю» «Пришёл дать вам волю»

30 августа 2022 года ушёл из жизни Михаил Сергеевич Горбачёв. Вспоминаем

Дилетант
Юрская рыба подавилась аммонитом Юрская рыба подавилась аммонитом

Немецкие палеонтологи описали окаменелость раннеюрской рыбы

N+1
Как сделать ремонт и не сойти с ума: 6 полезных правил Как сделать ремонт и не сойти с ума: 6 полезных правил

Как же сделать ремонт так, чтобы все прошло быстро и без нервов

VOICE
«Потерянные цветы Элис Харт»: сериал о детских травмах, взрослении и лжи «Потерянные цветы Элис Харт»: сериал о детских травмах, взрослении и лжи

Почему, несмотря на медленный темп, этому сериалу стоит уделить время

Forbes
Докричаться до небес Докричаться до небес

Какие психологические механизмы стоят за гаданиями и предсказаниями?

Psychologies
Восточная подсказка Восточная подсказка

Подробная инструкция по пользованию Дубаем

Правила жизни
10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому 10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому

Банкам придется активнее работать с самозанятыми и давать им кредиты

Forbes
«Как кошка с собакой»: как заставить питомцев подружиться «Как кошка с собакой»: как заставить питомцев подружиться

Как заставить питомцев ужиться на одной территории и даже поладить друг с другом

ТехИнсайдер
Неожиданные последствия глобального изменения климата Неожиданные последствия глобального изменения климата

Из-за изменения климата будет меньше кофе, уменьшатся козы, а мумии разрушатся

Maxim
Снять сливы Снять сливы

Сочные, полные витаминов сливы – любовь кулинаров всего мира

Лиза
Нейроинтерфейсы научились переводить сигналы мозга в текст в четыре раза быстрее Нейроинтерфейсы научились переводить сигналы мозга в текст в четыре раза быстрее

Декодеры научились превращать сигналы мозга в текст в три-четыре раза быстрее

N+1
Правила нетворкинга в ОАЭ: не ругайтесь матом, не шутите и никому не верьте Правила нетворкинга в ОАЭ: не ругайтесь матом, не шутите и никому не верьте

Как строить отношения с потенциальными партнерами и клиентами в арабском мире

Forbes
Открыть в приложении