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

Только я! Только я!

Что такое эгоцентризм и как его распознать

Лиза
Останки людей из Атапуэрки датировали эпохой раннего неолита Останки людей из Атапуэрки датировали эпохой раннего неолита

Ученые исследовали останки людей, найденные на памятнике Галерея-дель-Силекс

N+1
5 способов справиться с отказом и стать сильнее 5 способов справиться с отказом и стать сильнее

Можно ли взглянуть на отказ как на полезный, а не травмирующий опыт?

Psychologies
11 важных дат из истории Sukhoi Superjet 11 важных дат из истории Sukhoi Superjet

Sukhoi Superjet: история в датах

Maxim
Современный паноптикон: как Китай построил полицейское государство с помощью IT Современный паноптикон: как Китай построил полицейское государство с помощью IT

В Синьцзян-Уйгурском районе: современная антиутопия под постоянным наблюдением

Forbes
«Лучше промолчу»: почему не стоит избегать конфликтов в отношениях «Лучше промолчу»: почему не стоит избегать конфликтов в отношениях

К чему приводит избегание ссор и как надо ругаться, чтобы все не разрушить

Psychologies
Самые захватывающие книги о реальных преступлениях и закулисье следствия Самые захватывающие книги о реальных преступлениях и закулисье следствия

Чтение тру-крайм-литературы одновременно будоражит и успокаивает.

Maxim
Падшие кумиры: в чем сотрудники обвиняли Lizzo, Эллен Дедженерес и других звезд Падшие кумиры: в чем сотрудники обвиняли Lizzo, Эллен Дедженерес и других звезд

Знаменитости и люди искусства, которых обвиняли в плохом отношении к сотрудинкам

Forbes
Дошли до Волги Дошли до Волги

Как немецкие бюргеры оказались в Поволжье и что вышло из этой авантюры

Вокруг света
Методом проб и ошибок Методом проб и ошибок

Раньше существовал стереотип, что коктейли не сочетаются с едой

Bones
Женщины Оппенгеймера: реальные судьбы героинь, которых сыграли Флоренс Пью и Эмили Блант Женщины Оппенгеймера: реальные судьбы героинь, которых сыграли Флоренс Пью и Эмили Блант

Какими были в реальной жизни женщины Оппенгеймера

VOICE
Легкий старт Легкий старт

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

Лиза
«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
Крис Рок и сольный дебют Мэй Мартин: шесть новых отличных стендапов 2023 года Крис Рок и сольный дебют Мэй Мартин: шесть новых отличных стендапов 2023 года

Шесть смешных и честных стендапов, вышедших в этом году

Forbes
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
ИИ нашел неандертальский белок, который может стать источником новых антибиотиков ИИ нашел неандертальский белок, который может стать источником новых антибиотиков

«Воскрешенные» молекулы могут послужить источником новых лекарств

ТехИнсайдер
Владимир Кошевой: «В моей жизни искушений было немало» Владимир Кошевой: «В моей жизни искушений было немало»

Владимир Кошевой вспоминает, как ездил на пробы в Москву на электричках зайцем

Караван историй
Интересный факт! Как древние переселенцы из Причерноморья поразили современных археологов Интересный факт! Как древние переселенцы из Причерноморья поразили современных археологов

Археологи сделали удивительное открытие, о котором раньше «они только мечтали»

ТехИнсайдер
Теряете вещи и все забываете: 6 неочевидных признаков, которые выдают СДВГ Теряете вещи и все забываете: 6 неочевидных признаков, которые выдают СДВГ

Как может проявляться СДВГ у взрослых?

Psychologies
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
Агротуризм в правовом поле Агротуризм в правовом поле

Туристическое направление как инструмент продвижения сельхозпродукции

Агроинвестор
Гусеничный орнитоптер с пропеллерами сел на стену и поехал Гусеничный орнитоптер с пропеллерами сел на стену и поехал

Инженеры разработали прототип гибридного орнитоптера

N+1
Дэвид Финчер, Брэдли Купер и Люк Бессон: главные фильмы Венецианского фестиваля Дэвид Финчер, Брэдли Купер и Люк Бессон: главные фильмы Венецианского фестиваля

Кинокритик рассказывает, на какие фильмы Венеции нужно обратить внимание

Forbes
Повышение устойчивости к антибиотикам связали с загрязнением воздуха Повышение устойчивости к антибиотикам связали с загрязнением воздуха

Загрязнение воздуха значимо связано с устойчивостью патогенов к антибиотикам

N+1
В мозгу и сердце человека найдены следы микропластика: медики бьют тревогу В мозгу и сердце человека найдены следы микропластика: медики бьют тревогу

Микропластик присутствует повсюду, в том числе он проникает в наши тела

ТехИнсайдер
В могиле древнекитайской простолюдинки нашли косметику В могиле древнекитайской простолюдинки нашли косметику

Ученые исследовали остатки косметики, найденные в могиле простолюдинки

N+1
Чтобы лучше видеть Чтобы лучше видеть

Как быстро снять усталость глаз и почему она возникает?

Лиза
Путь к излечению: как формируется и проявляется самокритика Путь к излечению: как формируется и проявляется самокритика

Действительно ли суровый внутренний критик делает нас лучше? Или все-таки нет?

Psychologies
Притвориться миллиардером: можно ли попасть в рейтинг Forbes без десятизначной суммы Притвориться миллиардером: можно ли попасть в рейтинг Forbes без десятизначной суммы

Келвин Ло годами отчаянно пытался выдавать себя за миллиардера-путешественника

Forbes
Почему близкие вас не поддерживают: 7 причин Почему близкие вас не поддерживают: 7 причин

Что делать, если близкие нас не поддерживают?

Psychologies
Открыть в приложении