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

От хорошего к великому От хорошего к великому

Почему одни компании совершают прорыв, а другие нет…

kiozk originals
Крыло бабочки помогло создать охлаждающую цветную пленку Крыло бабочки помогло создать охлаждающую цветную пленку

Температура крыла бабочки оказалась до двух градусов ниже окружающего воздуха

N+1
Инвестпроекты снимают с паузы Инвестпроекты снимают с паузы

АПК остается привлекательным для вложений, несмотря на трудности

Агроинвестор
Посттравматический рост: как испытания стимулируют наше развитие. Глава книги «Пересобрать себя» Посттравматический рост: как испытания стимулируют наше развитие. Глава книги «Пересобрать себя»

Как поверить в себя, исследуя свое тело, разум и окружающий мир?

Правила жизни
Не просто аксессуар: 4 причины, почему нужно носить солнцезащитные очки и летом, и зимой Не просто аксессуар: 4 причины, почему нужно носить солнцезащитные очки и летом, и зимой

Какую пользу могут принести солнцезащитные очки?

ТехИнсайдер
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
Чем полезен арбуз и с чем его едят Чем полезен арбуз и с чем его едят

Как выбрать идеальный арбуз, какие полезные вещества в нем содержатся?

Psychologies
Визуализация Набокова и NFT-дом: 10 музейных проектов на стыке искусства и технологий Визуализация Набокова и NFT-дом: 10 музейных проектов на стыке искусства и технологий

Соединение классического искусства с цифровыми технологиями — уже не новость

Forbes
Это не ветка Это не ветка

Лев на картине Сано ди Пьетро несчастен не потому, что ему предложили ветку

Вокруг света
Что такое карвинг и как делают эту завивку Что такое карвинг и как делают эту завивку

В чем особенности карвинга, как его делают и на какой длине он выглядит лучше

РБК
Принцессы так не поступают: 5 явных признаков того, что Меган Маркл была обречена на «мегзит» Принцессы так не поступают: 5 явных признаков того, что Меган Маркл была обречена на «мегзит»

Вот пять грубых нарушений, которые допустила Меган Маркл

VOICE
«Смерть очень странная»: родные Светланы Джимбиновой боятся, что три ее квартиры в Москве достанутся черным риелторам «Смерть очень странная»: родные Светланы Джимбиновой боятся, что три ее квартиры в Москве достанутся черным риелторам

Родные Светланы Джимбиновой хотят прояснить вопрос с имуществом

VOICE
Нарушение закона излучения Кирхгофа подтвердили экспериментально Нарушение закона излучения Кирхгофа подтвердили экспериментально

Физики впервые увидели в эксперименте нарушение теплового закона Кирхгофа

N+1
Водный мир Водный мир

Черногория, которая каждого наградит развлечениями на любой вкус

Y Magazine
Натали Портман. Мисс совершенство Натали Портман. Мисс совершенство

Натали Портман не слишком хорошо вписывается в голливудский ландшафт

Караван историй
Кадровый резерв: как люди с аутизмом устраиваются на работу и почему это выгодно Кадровый резерв: как люди с аутизмом устраиваются на работу и почему это выгодно

О ситуации с сопровождаемым трудоустройством людей с аутизмом

Forbes
«Тихий наем»: почему продвижение по службе не всегда хорошо для сотрудника и компании «Тихий наем»: почему продвижение по службе не всегда хорошо для сотрудника и компании

Руководители не учитывают набор рисков, возникающих вследствие «тихого найма»

Forbes
«Пернатые многоженцы: Любовь, браки, измены и разводы в мире птиц» «Пернатые многоженцы: Любовь, браки, измены и разводы в мире птиц»

Как птицы сближаются и ухаживают друг за другом?

N+1
5 признаков человека, которого недолюбили в детстве 5 признаков человека, которого недолюбили в детстве

Как можно определить, что в детстве тебе не хватило родительской любви

VOICE
Как выбрать реально работающую маску для волос: 6 золотых лайфхаков от эксперта Как выбрать реально работающую маску для волос: 6 золотых лайфхаков от эксперта

Базовые правила выбора хорошей маски для преображения локонов

VOICE
Ракушки помогут раскрыть загадку исчезновения малазийского «Боинга» Ракушки помогут раскрыть загадку исчезновения малазийского «Боинга»

Недавно ученый предложил оригинальный способ обнаружить место крушения самолета

ТехИнсайдер
Смотри в свою тарелку: что происходит с копированием блюд в российских ресторанах Смотри в свою тарелку: что происходит с копированием блюд в российских ресторанах

Почему гастрономические микроскандалы имеют значение для рынка?

Правила жизни
Ирина Паутова Ирина Паутова

Ирина Паутова отвечает за тургеневские тяготы Зендеи и Кирана Калкина

Собака.ru
Почему бэби-бумеры все чаще остаются в одиночестве: интересный факт! Почему бэби-бумеры все чаще остаются в одиночестве: интересный факт!

Что такое "серый развод" и как он влияет на бэби-бумеров?

ТехИнсайдер
Неожиданные гастропары к шампанскому — советы виноделов и сомелье Неожиданные гастропары к шампанскому — советы виноделов и сомелье

Редиска и чипсы с крабом: нестандартные закуски к шампанскому

СНОБ
Как сохранить романтику в браке: 4 секрета счастливых пар Как сохранить романтику в браке: 4 секрета счастливых пар

Как пронести любовь и увлеченность друг другом через житейские бури и рутину?

Psychologies
Я же тебе говорила! Я же тебе говорила!

Фразы в воспитании, от которых вреда больше, чем пользы

Лиза
«Мы не можем ждать милостей от природы». Кто придумал плодово-ягодные культуры «Мы не можем ждать милостей от природы». Кто придумал плодово-ягодные культуры

История великого селекционера Ивана Мичурина, который вывел тысячи новых сортов

СНОБ
Брокеры попросили ЦБ отложить ужесточение требований к квалифицированным инвесторам Брокеры попросили ЦБ отложить ужесточение требований к квалифицированным инвесторам

Участники российского фондового рынка предложили ЦБ отложить повышение критериев

Forbes
7 признаков, что на вас обиделись: некоторые из них вы бы и не заметили 7 признаков, что на вас обиделись: некоторые из них вы бы и не заметили

Мелкие обиды со временем способны накапливаться — особенно, если их не обсуждать

Psychologies
Открыть в приложении