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

Интерстеллар Интерстеллар

Испытываем внедорожные качества нового кроссовера Exeed RX

Автопилот
Король-крыса. Как жил и побеждал гонщик Ники Лауда Король-крыса. Как жил и побеждал гонщик Ники Лауда

Ники Лауда: обменять богатство на острые ощущения и поставить на кон жизнь

РБК
Дубай. Город intro. Как состояться в Дубае и избежать ошибок Дубай. Город intro. Как состояться в Дубае и избежать ошибок

Продюсер Митя Муравьев открывает главный дубайский секрет

Правила жизни
Idris & Leos: «Всё превратится в эстраду» Idris & Leos: «Всё превратится в эстраду»

Idris & Leos рассказали о том, почему не любят, когда про них пишут в интернете

ЖАРА Magazine
«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
Уравнение спасения Уравнение спасения

Виноват ли выживший — и другие вопросы войны в фильме «Спасти рядового Райана»

Weekend
10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому 10% рабочей силы: сложно ли получить кредит самозанятому

Банкам придется активнее работать с самозанятыми и давать им кредиты

Forbes
17 мгновенных фактов про «Семнадцать мгновений весны» 17 мгновенных фактов про «Семнадцать мгновений весны»

Рассказываем максимально интересное про «Семнадцать мгновений весны»

Maxim
Городская среда Городская среда

Дубай полностью соответствует канонам арабской сказки

Правила жизни
Пища для ума: эти доступные продукты Пища для ума: эти доступные продукты

Продукты, которые поддержат активность перегруженного мозга

VOICE
Что делать со старым ненужным смартфоном: 10 сценариев использования Что делать со старым ненужным смартфоном: 10 сценариев использования

Если вы поменяли смартфон, не спешите выбрасывать старый

CHIP
Наше место во Вселенной: что таит в себе космос и где именно находится Земля Наше место во Вселенной: что таит в себе космос и где именно находится Земля

Чтобы найти свою планету во Вселенной, нужно знать точный адрес. Записывайте

ТехИнсайдер
Доллар выше 100 рублей: как остановить обвал российской валюты и спасти деньги Доллар выше 100 рублей: как остановить обвал российской валюты и спасти деньги

Что происходит с рублем и что будут предпринимать власти?

Forbes
Когда идет дождь: 5 летних образов для плохой погоды Когда идет дождь: 5 летних образов для плохой погоды

Новые стильные образы и крутые модные решения в дождь

VOICE
Вот так романтик! Что Дэвид Бекхэм хранит на память о первой встрече с Викторией Бекхэм Вот так романтик! Что Дэвид Бекхэм хранит на память о первой встрече с Викторией Бекхэм

Как начинались отношения Дэвида и Виктории Бекхэм

VOICE
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
Иран, Китай и не только. Главные премьеры автовыставки MIMS-2023 в Москве Иран, Китай и не только. Главные премьеры автовыставки MIMS-2023 в Москве

На MIMS показали новые китайские кроссоверы и иранские машины для России

РБК
Императорские пингвины в четырех колониях в море Беллинсгаузена потеряли всех птенцов в 2022 году Императорские пингвины в четырех колониях в море Беллинсгаузена потеряли всех птенцов в 2022 году

Почему пингвины моря Беллинсгаузена не смогли вывести птенцов в 2022 году

N+1
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
«Формула грез» «Формула грез»

Частое использование социальных сетей негативно влияет на психическое здоровье

N+1
А мы тут… мультики смотрим А мы тут… мультики смотрим

Герои статьи рассказали, какие мультфильмы больше всего впечатлили их в детстве

Лиза
Лета больше не будет: почему наступает климатический кризис и как ИИ его приближает Лета больше не будет: почему наступает климатический кризис и как ИИ его приближает

Сколько воды уходит на каждую переписку с чат-ботом?

Forbes
Гении места: история создания альбома Straight Outta Compton американской хип-хоп группы N.W.A Гении места: история создания альбома Straight Outta Compton американской хип-хоп группы N.W.A

Как шестеро разгневанных мужчин поставили на уши всю Америку

Правила жизни
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
«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
Малоизвестные детали спортивной карьеры Джейсона Стейтема: ездил в Москву, мечтал об Олимпиаде Малоизвестные детали спортивной карьеры Джейсона Стейтема: ездил в Москву, мечтал об Олимпиаде

Автор множества выдуманных цитат был вполне реальным прыгуном в воду

Maxim
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
Самые странные брачные ритуалы из мира животных Самые странные брачные ритуалы из мира животных

По сравнению с брачными ритуалами водить в девушку в ресторан — это еще ничего!

Maxim
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
Как правильно ходить в русскую баню, финскую сауну, турецкий хаммам Как правильно ходить в русскую баню, финскую сауну, турецкий хаммам

Как получить максимальную пользу от посещения бани и сауны?

Maxim
Открыть в приложении