Публикуем материал "Риа Новости. Наука" об исследовании учёных СГУ
Новый режим работы нейронной сети, которая имитирует "поведение" нейронов мозга, впервые зафиксировали ученые СГУ в составе международного исследовательского коллектива. Это открытие, по словам авторов, может помочь как в управлении сложными техническими системами, так и в лечении неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона или эпилепсия. Результаты опубликованы в журнале в Chaos, Solitons and Fractals.
Спайковые нейронные сети имитируют работу клеток головного мозга, передавая информацию не в виде чисел, а в виде кратковременных импульсов, называемых спайками. Как объяснили в Саратовском национальном исследовательском государственном университете (СГУ) имени Н.Г. Чернышевского, понимание особенностей функционирования этих сетей приблизит ученых к созданию новых технологий, которые повысят эффективность стимуляции мозга.
Исследователи СГУ совместно с коллегами из Индии изучили поведение сети при экстремальных периодических воздействиях — импульсах, которые поступают с фиксированной частотой, большой амплитудой и нарушают нормальный режим функционирования системы.
"Мы рассматриваем сложную сеть взаимосвязанных элементов, похожих на нейроны мозга. Изначально она работает в определенном ритме или режиме, но когда мы начинаем подавать на нее сильные импульсы, ее ритм может измениться. Иногда эти изменения разрушают существующую структуру, а иногда создают новые интересные состояния, о которых ранее никто не знал", — рассказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник СГУ Игорь Шепелев.
По словам ученого, экстремальное воздействие привело, в частности, к возникновению нового режима — спиральной волны, свойства которой кардинально отличаются от свойств известных науке волн.
"Мы обнаружили, что изменения режима зависят от силы и частоты импульсов, и теперь пытаемся найти способы, как использовать эти знания для управления такими сетями", — добавил Шепелев.
Он отметил, что полученные знания можно будет применить в нейроинженерии, нейроинформатике и медицине, например, для разработки новых методов лечения неврологических заболеваний через точечное воздействие на мозг.
В дальнейшем специалисты планируют изучить влияние хаотических экстремальных импульсов на спайковые нейронные сети, чтобы установить, как "чувствует себя" нейронная сеть при сильном облучении, ударе током или инсульте.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда в рамках Президентской программы исследовательских проектов № 23-72-10040.