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

Печень, почки и мозг: полезно и безопасно ли есть субпродукты Печень, почки и мозг: полезно и безопасно ли есть субпродукты

Есть ли смысл употреблять в пищу субпродукты?

ТехИнсайдер
Первая свежесть Первая свежесть

Российские шефы поделились своим мнением о российской рыбе и морепродуктах

Bones
Генная терапия помогает при алкоголизме. Пока нечеловеческим приматам Генная терапия помогает при алкоголизме. Пока нечеловеческим приматам

Генная терапия может стать устойчивым методом лечения пациентов с алкоголизмом

ТехИнсайдер
Самая нетипичная футбольная звезда: Буффон прощается с футболом в 45 лет Самая нетипичная футбольная звезда: Буффон прощается с футболом в 45 лет

Удивительные истории из жизни итальянского Супермена

Forbes
«Формула грез» «Формула грез»

Частое использование социальных сетей негативно влияет на психическое здоровье

N+1
Зачем быкам кольцо в носу? Зачем быкам кольцо в носу?

Для чего же используется кольцо в носу у быков. Спойлер: не для красоты!

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

Вот как можно использовать хозяйственную буру в быту

ТехИнсайдер
Дьявол в мире самолетных запчастей: как TransDigm наживается на Пентагоне и авиации Дьявол в мире самолетных запчастей: как TransDigm наживается на Пентагоне и авиации

Дела у Николаса Хоули сейчас идут просто отлично

Forbes
«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
Эмилия Спивак: «Мне очень везет на мужчин в кадре» Эмилия Спивак: «Мне очень везет на мужчин в кадре»

Эмилия Спивак рассказала о своей актерской карьере

Караван историй
«Он тебе не пара» «Он тебе не пара»

Что делать, если семья не одобряет твой выбор партнера

Лиза
«Посредники»: японская драма о торговле детьми от режиссера Хирокадзу Корээды «Посредники»: японская драма о торговле детьми от режиссера Хирокадзу Корээды

Как японскому режиссеру удается с улыбкой говорить о социальных проблемах

Forbes
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
«Научиться различать усилие и насилие»: Ольга Примаченко о том, как отыскать баланс работы и отдыха «Научиться различать усилие и насилие»: Ольга Примаченко о том, как отыскать баланс работы и отдыха

Автор книги «К себе нежно» — как не прекращать заботиться о себе

Psychologies
«Это для твоего же блага»: как детский спорт может стать формой насилия «Это для твоего же блага»: как детский спорт может стать формой насилия

Как устроена детская мотивация в спорте и при чем тут насилие

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
Как испортить отношения: 4 вредных совета Как испортить отношения: 4 вредных совета

Если вы не заинтересованы в сохранении отношений, для вас есть несколько правил

Psychologies
Стрельцы: преступление и наказание Стрельцы: преступление и наказание

Стрелецкий бунт 1698 года: «усердие в усмирении» достигало высот заоблачных

Дилетант
Как государство присматривается к рынку игровых артефактов Как государство присматривается к рынку игровых артефактов

Росфинмониторинг и Минфин задумались о регулировании игровых валют

Forbes
Как отдохнуть на Сейшелах с детьми Как отдохнуть на Сейшелах с детьми

Как на Сейшелах «перезагрузиться» в отпуске всей семьей

СНОБ
Клавиатура, аудиокниги и другое: предметы, которые изначально были изобретены для людей с ограниченными возможностями Клавиатура, аудиокниги и другое: предметы, которые изначально были изобретены для людей с ограниченными возможностями

Истории обычных "удобных" предметов, которая вас поразят

ТехИнсайдер
Неслучайные случайности Светланы Степанковской Неслучайные случайности Светланы Степанковской

Светлана Степанковская — о неслучайных случайностях и поцелуе с Нагиевым

OK!
Как лесные пожары в Австралии влияют на климат Земли Как лесные пожары в Австралии влияют на климат Земли

О глобальных последствиях пожаров "черного лета" 2019-2020 годов

ТехИнсайдер
Время жить Время жить

Квартира в Москве в духе интерьеров советской интеллигенции

SALON-Interior
Час X-лучей: как японский спутник будет изучать самые горячие объекты во Вселенной Час X-лучей: как японский спутник будет изучать самые горячие объекты во Вселенной

Рентгеновский телескоп XRISM сможет заглянуть в окрестности черных дыр

Forbes
ТОП-9 самых умных животных планеты ТОП-9 самых умных животных планеты

Животный мир полон умников!

ТехИнсайдер
Я — сноб: композитор Никола Мельников Я — сноб: композитор Никола Мельников

Неоклассик Никола Мельников — о любви к творчеству Сергея Рахманинова

СНОБ
Неупокоенные души: 7 самых известных домов с привидениями в России Неупокоенные души: 7 самых известных домов с привидениями в России

Любители острых ощущений знают все дома с призраками. Вот самые известные

Maxim
10 отличных фильмов с очень мрачным финалом 10 отличных фильмов с очень мрачным финалом

Никаких сопливых хэппи-эндов! Только страдания и хардкор!

Maxim
Открыть в приложении