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

Такси высокого полета Такси высокого полета

Как и на чем мы будем передвигаться через несколько десятилетий

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
Самые жуткие катакомбы, пещеры и подземелья в мире Самые жуткие катакомбы, пещеры и подземелья в мире

Эти места — настоящий кошмар клаустрофобов

Maxim
«Заступайтесь за детей даже перед родственниками»: как защитить ребенка и не поссориться «Заступайтесь за детей даже перед родственниками»: как защитить ребенка и не поссориться

Как защищать детей перед родственниками, чтобы не поссориться с ними

Psychologies
Тогда и сейчас: что стало с актерами фильма «Мост в Терабитию» 16 лет спустя Тогда и сейчас: что стало с актерами фильма «Мост в Терабитию» 16 лет спустя

Интересно посмотреть, как актеры «Моста в Терабитию» выглядят сейчас?

VOICE
Заколоченные окна: какие проблемы вызовет отказ Microsoft продлевать лицензии Заколоченные окна: какие проблемы вызовет отказ Microsoft продлевать лицензии

Лицензии Microsoft на продукты будут действовать до конца сентября

Forbes
Инвестпроекты снимают с паузы Инвестпроекты снимают с паузы

АПК остается привлекательным для вложений, несмотря на трудности

Агроинвестор
Журнал Time составил список 100 лучших фильмов за последнии 100 лет Журнал Time составил список 100 лучших фильмов за последнии 100 лет

Самые знаковые фильмы, в которых «переплетаются мастерство и дух»

Правила жизни
От падения со скалы до нападения маньяка: 11 самых распространенных кошмаров От падения со скалы до нападения маньяка: 11 самых распространенных кошмаров

В чем заключается функция ночных кошмаров и какие сюжеты встречаются чаще всего

Psychologies
Прямые, с изломом или Прямые, с изломом или

Как скорректировать черты лица и изменить свой характер с помощью бровей

VOICE
Психология смерти и технологии: сможет ли цифровой аватар заменить умершего Психология смерти и технологии: сможет ли цифровой аватар заменить умершего

Можно ли жить вечно?

Psychologies
Елена Николаева: «Я шагнула в пропасть добровольно» Елена Николаева: «Я шагнула в пропасть добровольно»

Думала: «Господи, неужели я сейчас так по-дурацки погибну в какой-то Ницце?»

Коллекция. Караван историй
Остросюжетные триллеры и немного балета: пять новых сериалов, которые стоит увидеть Остросюжетные триллеры и немного балета: пять новых сериалов, которые стоит увидеть

На какие сериалы стоит обратить внимание?

Forbes
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
Мифы о ножах, в которые мы верим благодаря фильмам Мифы о ножах, в которые мы верим благодаря фильмам

Почему нож нельзя метать и держать его в зубах?

Maxim
Культура Культура

Сюжеты, характеризующие культурную жизнь современных ОАЭ и Саудовской Аравии

Правила жизни
Такси. День знаний Такси. День знаний

Остановит ли новый закон рост цен на проезд

Деньги
6 способов справляться с тревожными мыслями, которые крутятся в голове и мешают жить 6 способов справляться с тревожными мыслями, которые крутятся в голове и мешают жить

Как разорвать порочный круг тревоги и вырваться из бесконтрольного потока мыслей

Psychologies
«Дикая птица и культурный человек» «Дикая птица и культурный человек»

Гага обыкновенная и человек разумный: четырнадцать веков взаимоотношений

N+1
Флейторылы подобрались к добыче под прикрытием рыб-попугаев Флейторылы подобрались к добыче под прикрытием рыб-попугаев

Ихтиологи экспериментально подтвердили эффективность охоты флейторылов

N+1
Неочевидный гид по Сочи: где остановиться и что посмотреть Неочевидный гид по Сочи: где остановиться и что посмотреть

Не самые очевидные развлечения в Сочи и окрестностях

Forbes
УФ-лампы в пылесосах: маркетинг или клёвая опция? УФ-лампы в пылесосах: маркетинг или клёвая опция?

Сейчас во многие роботы-пылесосы устанавливают ультрафиолетовые лампы

CHIP
Коварный алгоритм. Как искусственный интеллект управляет человеком Коварный алгоритм. Как искусственный интеллект управляет человеком

Как маркетологи и политтехнологи манипулируют нами при помощи алгоритмов

СНОБ
Какие современные праздники сохранились от языческих обрядов? Какие современные праздники сохранились от языческих обрядов?

Праздники, традиции которых уходят в язычество

Культура.РФ
«Счастье не за горами»: культурный гид по Перми «Счастье не за горами»: культурный гид по Перми

Что сегодня можно увидеть в Перми и в какие музеи ходить?

Forbes
Планы на будущее Планы на будущее

Детские комнаты создаются на вырост: с помощью дизайна они развлекают

SALON-Interior
Какую обрядовую выпечку готовили на Руси к праздникам? Какую обрядовую выпечку готовили на Руси к праздникам?

Какую особую выпечку славяне пекли к праздникам?

Культура.РФ
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
Уксусное древо Уксусное древо

Мы тогда и не задумывались, к чему приведет попытка сделать свой яблочный уксус…

Bones
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
Открыть в приложении