24 подписчика
Увлекательное открытие: нейроны при обучении организуются самостоятельно, следуя математической теории свободной энергии.
Недавнее исследование продемонстрировало удивительное - процессы самоорганизации в нейронных сетях подчиняются фундаментальным физическим законам. Ученые вырастили в лаборатории культуру крысиных нейронов и искусственно стимулировали их, имитируя сенсорный поток от двух источников.
Культуральные нейроны, выращенные на электродах, с помощью электрических импульсов научились перестраиваться, чтобы распознавать два скрытых источника.
При этом наблюдалась любопытная динамика - нейроны начали изменять структуру связей друг с другом строго определенным математическим образом. А именно, траектория этих изменений следовала принципу минимизации свободной энергии - одному из ключевых физических законов, описывающих процессы самоорганизации в сложных системах.
Ранее предполагалось, что этот принцип может быть применим и к пластичности нервных сетей. Однако лишь сейчас появилось прямое экспериментальное подтверждение на клеточном уровне.
Данное открытие имеет важнейшие последствия для нейробиологии. Во-первых, оно проливает свет на фундаментальные механизмы обучения и памяти в мозге. Это открывает новые перспективы для понимания и терапии когнитивных расстройств при нейродегенерации.
Во-вторых, знание принципов работы биологических нeйросетей критично для создания мощного искусственного интеллекта нового поколения.
Наконец, результаты исследования расширяют наше представление о фундаментальных закономерностях самоорганизации сложных живых систем. Оказывается, обучение мозга - это естественный "оркестр" из миллиардов нейронов, настраивающихся в гармонию.
DOI: 10.1038/s41467-023-40141-z
1 минута
8 сентября 2023