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

Машины больше некому чинить. Сервисы пожаловались на нехватку сотрудников Машины больше некому чинить. Сервисы пожаловались на нехватку сотрудников

Руководители автосервисов рассказали о нехватке сотрудников по всей России

РБК
«Добывая «Биркин»: кто такой Майкл Тонелло и как он сделал себе имя на охоте за сумками Hermès «Добывая «Биркин»: кто такой Майкл Тонелло и как он сделал себе имя на охоте за сумками Hermès

Как Майкл Тонелло «хакнул» строгую систему вишлистов Hermès

Правила жизни
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
На удалении от всех На удалении от всех

Как не попасть в коварную ловушку под названием «удаленка»?

Лиза
Как управлять эмоциями: 3 стратегии Как управлять эмоциями: 3 стратегии

Переживания бывают неприятны. Нужно ли их избегать, подавлять или принимать?

Psychologies
Личинки ос повредили сердца тараканам при первой возможности Личинки ос повредили сердца тараканам при первой возможности

Личинки ос съедают трахеи и сердца тараканов

N+1
Игрушка, над которой гении ломали головы: кто и как изобрел знаменитый кубик Рубика Игрушка, над которой гении ломали головы: кто и как изобрел знаменитый кубик Рубика

Труднейшая головоломка XX века появилась соверешенно случайно

ТехИнсайдер
Не только зеленые: как кризис заставляет Евросоюз искать новые источники энергии Не только зеленые: как кризис заставляет Евросоюз искать новые источники энергии

От курса на декарбонизацию экономики Евросоюз не отказывается

Forbes
20-летний боец ММА лишился легкого: чем опасен вейпинг 20-летний боец ММА лишился легкого: чем опасен вейпинг

«Безопасная» альтернатива обычным сигаретам оказалась совсем небезопасной

Psychologies
Третья сила канцлера Дольфуса Третья сила канцлера Дольфуса

Европу 1930-х годов разделяла невидимая идеологическая линия фронта

Дилетант
Беспилотник научили парить почти без затрат энергии Беспилотник научили парить почти без затрат энергии

Система управления беспилотника находит оптимальные точки в воздушных потоках

N+1
Земля женщин: как Новая Зеландия стала одной из стран-лидеров по гендерному равенству Земля женщин: как Новая Зеландия стала одной из стран-лидеров по гендерному равенству

Как страна «на другом конце света» поддерживает женщин

Forbes
Большой ходячий дрон стал аэродромом для дронов поменьше Большой ходячий дрон стал аэродромом для дронов поменьше

Большой ходячий дрон стал аэродромом для дронов поменьше

N+1
«Она меня и близко не подпустит»: как женщины мешают мужчинам быть хорошими отцами «Она меня и близко не подпустит»: как женщины мешают мужчинам быть хорошими отцами

Глава из книги Тобиаса Морштедта «Плохие хорошие отцы»

Psychologies
Нравиться всем или себе? Находим золотую середину Нравиться всем или себе? Находим золотую середину

Как здраво оценивать себя?

VOICE
«Отказаться от роли эксперта по жизни другого человека»: почему психолог не должен командовать и наставлять «Отказаться от роли эксперта по жизни другого человека»: почему психолог не должен командовать и наставлять

Как психологи помогают своим клиентам раскрывать потенциал к саморазвитию

Psychologies
Новое покрытие для конденсаторов сэкономит столько же энергии, сколько производит вся Россиия за год Новое покрытие для конденсаторов сэкономит столько же энергии, сколько производит вся Россиия за год

Ученые разработали новое покрытие для труб парового конденсатора

ТехИнсайдер
«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
Риски замещения Риски замещения

В особенностях новых финансовых инструментов разбирались «Деньги»

Деньги
Зависимости, геноцид и отношения на расстоянии: 10 лучших новых подкастов Зависимости, геноцид и отношения на расстоянии: 10 лучших новых подкастов

Девять новых бесплатных подкастов на русском языке

Forbes
Киригами-манипулятор поднимет груз в 16000 раз тяжелее себя Киригами-манипулятор поднимет груз в 16000 раз тяжелее себя

Американские инженеры создали простой и недорогой киригами-манипулятор

N+1
Ясный взгляд Ясный взгляд

Избавляемся от мешков и темных кругов: 7 шагов

Лиза
«Отец ядерной бомбы»: 7 малоизвестных фактов о Роберте Оппенгеймере «Отец ядерной бомбы»: 7 малоизвестных фактов о Роберте Оппенгеймере

Какой жизнью жил Роберт Оппенгеймер и о чем больше всего жалел в её конце?

СНОБ
Союз женщины и одежды Союз женщины и одежды

В чем секрет стиля Одри Хепбёрн

Weekend
«Сталкер»: съемки не на жизнь, а на смерть «Сталкер»: съемки не на жизнь, а на смерть

Уникальное свидетельство о процессе создания фильма Андрея Тарковского «Сталкер»

Эксперт
«Станьте исследователем»: как снова полюбить партнера после измены «Станьте исследователем»: как снова полюбить партнера после измены

Супружеская неверность совсем не обязательно означает конец брака

Psychologies
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
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
От тьмы — к звездам: 11 полнометражных фильмов Кристофера Нолана от худшего к лучшему От тьмы — к звездам: 11 полнометражных фильмов Кристофера Нолана от худшего к лучшему

Нелинейное повествование — основа метода Кристофера Нолана. 11 его фильмов

Правила жизни
Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики Трагические события: как они влияют на психику и что помогает их пережить — 3 практики

Что отличает травматичные и стрессовые ситуации? Как они влияют на нас?

Psychologies
Открыть в приложении