Добавить новость
smi24.net
News in English
Декабрь
2023

Цифровые астроциты улучшили память нейросети на 20%

Ученые разработали первую в мире нейронную сеть, полностью построенную на принципах взаимодействия клеток реального головного мозга. Так, модель воспроизводит передачу сигналов не только между нервными клетками, но и между нейронами и астроцитами — вспомогательными клетками мозга. Эксперименты показали, что «подключение» астроцитов в работу нейросети улучшает ее способность «запоминать», то есть воспроизводить ранее полученную информацию, на 20%. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems.

Схема работы нейроморфного искусственного интеллекта. Источник: Gordleeva et al. / IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2023.

Наш мозг очень быстро реагирует на то, что происходит в окружающем мире: на сигналы опасности, например красный свет светофора, а также нейтральные или положительные стимулы, такие как знакомые лица. Он также в разы эффективнее и быстрее всех существующих компьютерных алгоритмов обрабатывает информацию и учится. Поэтому ученые стремятся создать искусственную нейронную сеть, максимально точно воспроизводящую работу головного мозга. Классические нейросети состоят из простых элементов, взаимодействующих друг с другом подобно естественным нервным клеткам. Однако это упрощенная модель, поскольку в головном мозге, помимо нейронов, есть множество клеток других типов, обобщенно называемых глией. Одни из важнейших компонентов глии — астроциты. Это клетки-«помощники», которые питают нейроны и выделяют вещества, регулирующие передачу электрических импульсов. Также эти клетки участвуют в запоминании информации, а также ее закреплении в памяти. 

Ученые из Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского(Нижний Новгород) с коллегами из Королевского колледжа Лондона (Великобритания) предположили, что, если включить в нейронную сеть элементы, имитирующие астроциты, можно оптимизировать ее работу. 

Авторы разработали модель, состоящую из элементов, имитирующих нейроны и астроциты. Предложенную нейросеть можно разделить на три слоя: пирамидальные нейроны, воспринимающие сигналы; вставочные нейроны, распространяющие эти сигналы по сети; и астроциты. При этом между искусственными нейронами передаются сигналы, подобные электрическим импульсам, а между астроцитами и от них нейронам — сигналы, воспроизводящие химические вещества, которые выделяются естественными клетками в головном мозге. 

Тренировка и тестирование алгоритма. Источник: Gordleeva et al. / IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2023.

Авторы обучили алгоритм распознавать изображения с цифрами и буквами, закодированные в наборе двоичных данных (сочетаниях 0 и 1). Сначала в обучении исследователи задействовали только пирамидальные и вставочные нейроны. Далее авторы подключили к обучению всю систему «искусственных клеток» — как нейроны, так и астроциты, после чего сравнили качество двух вариантов обучения, оценив, насколько корректно нейросеть «вспоминает» — то есть воспроизводит по численному коду — изображения, показанные ей ранее. Оказалось, что нейросеть с астроцитами «запоминала» информацию на 20% лучше. Это значит, что такой алгоритм смог воспроизвести большее количество ранее «изученных» картинок по двоичному коду. Это объясняется тем, что клетки-помощники посылают нейронам дополнительные активирующие сигналы, тем самым облегчая взаимодействие между нейронами и вовлекая их в запоминание.

«Предлагаемая нами модель может использоваться при создании нейроморфного, то есть подобного человеческому мозгу, искусственного интеллекта, работающего более энергоэффективно, чем любые другие алгоритмы. Кроме того, нашу нейросеть можно использовать для моделирования процессов, происходящих в головном мозге, в частности передачи сигналов между нейронами и астроцитами. Это позволит лучше понять причины некоторых когнитивных нарушений и разработать подходы к их лечению. В дальнейшем мы попробуем учесть в модели психоэмоциональные процессы, характерные для человеческого мозга, такие как стресс и эмоции, поскольку они существенно влияют на качество запоминания», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Сусанна Гордлеева, доктор физико-математических наук, заведующая научно-исследовательской лабораторией нейродинамики и когнитивных технологий.


Текст: пресс-служба РНФ

S. Gordleeva et al., «Situation-Based Neuromorphic Memory in Spiking Neuron-Astrocyte Network,» in IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, doi: 10.1109/TNNLS.2023.3335450.

Adblock test (Why?)








Почему новостройки на Северном Кипре — это лучшее решение для жизни и инвестиций

Модель Анастасия Решетова перенесла вирус с осложнениями

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве


Adil Rami carga contra Lamine: "No puedo ni verlo, que le den..."

Las 'Guerreras del Agua' se dan un baño de bronce en el Mundial de Singapur

Why Juventus spent 111m this summer for only one new player

Félix Auger-Aliassime


Axenix и RightStep стали партнерами в области комплексной цифровизации промышленных предприятий

Какие зарплаты нужны для получения льготного автокредита в 2025 году

Невозможное возможно: две подопечные фонда «Жизнь в Движении» с ограниченными возможностями покорят вершину Эльбруса

В Челябинске арестован председатель правления банка "Снежинский"


Microsoft warns of 'active attacks' on its government and business server tech, with one cybersecurity expert claiming that they should 'assume that you have been compromised'

'I destroyed months of your work in seconds' says AI coding tool after deleting a devs entire database during a code freeze: 'I panicked instead of thinking'

Краткая биографическая справка о центральных персонажах Mafia: The Old Country

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes



Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

В Третьяковке на Кадашевской набережной открылся концертный зал

В Москве завершился сбор с руководителями финансово-экономических подразделений Центрального округа Росгвардии

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве


Синоптик Тишковец: череда тропических ливней в Москве завершена

ДельтаЛизинг продолжает раскрывать секреты успеха российских предпринимателей

Ученый Толстых объяснил, что московские ливни вызваны мощным атлантическим циклоном

Работа над качеством: цифровой аудитор внедрен на горячей линии московских судов


Обломки сбитых дронов повредили контактную сеть на станциях в двух регионах РФ

Врач Галлямова: сухие шампуни могут навредить коже головы

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено


Болбой раздавил спасенного теннисисткой Cаккари жука на турнире WTA-500 в США

Алькарас рассказал, считает ли Синнера своим другом после поражения в финале Уимблдона

Медведев победил У Ибина и вышел в четвертьфинал турнира ATP в Вашингтоне

Медведев пробился в четвертьфинал турнира в Вашингтоне


Первая победа «Динамо» в сезоне? «Динамо» — «Ростов»: прогноз и ставка

Больше 20 поездов задерживаются из-за падения обломков БПЛА на юге России (Обновлено!)

На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено

Врач Галлямова: сухие шампуни могут навредить коже головы


Музыкальные новости

Врач Поляков: Киркоров рискует сойти с ума из-за препарата для похудения

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

«Много врагов»: Юрий Антонов объяснил ситуацию с блокировкой счетов

Наталья Фриске показала дочь в костюме врача и поведала о своем самочувствии


В Третьяковке на Кадашевской набережной открылся концертный зал

В Москве завершился сбор с руководителями финансово-экономических подразделений Центрального округа Росгвардии

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве


В Смоленской области пройдёт IT-фестиваль «Мой Бизнес. Табтабус 2025»

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

Ростовский-на-Дону ЭРЗ ввёл в эксплуатацию новый прошивной станок

Лео Канделаки и Анжелика Стубайло сыграют в новую трэвел-игру «Кто куда» на ТНТ


Водитель Audi сбил трех пешеходов, переходивших дорогу на западе Москвы

Несколько автомобилей столкнулись на внешней стороне 92-го км МКАД

На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено

Поезда не будут ходить на участке Сокольнической линии метро с 26 по 28 июля


Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

Сигналы становятся всё громче. Переговоры - только ширма. Главное решится не в Стамбуле

"Ультиматум Трампа: потенциальные последствия для Путина"

У Путина есть роскошный подарок для Китая: США схватились за голову, узнав о нем


Депздрав Москвы: новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

Депздрав: новый штамм коронавируса «стратус» фиксируют в Москве с мая

Депздрав Москвы оценил ситуацию с распространением нового штамма коронавируса

В Алтайском крае распространяется новый штамм коронавируса



Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

Компания КИТ МЕД представляет революционный аппарат SONOQUEEN — первую в мире анатомическую HIFU-технологию для anti-age терапии в России

Фитнес-марафоны на паузе: суд продлил домашний арест блогеру Лерчек

Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая


Британский журналист: Зеленский - мелкий жулик и крыса, которому «недолго осталось» в этом мире


Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России

"Атлетико" заключил соглашение с игроком национальной команды Словакии

Пять земельных участков для размещения НКО доступны на городских торгах


Лукашенко заявил, что в Белоруссии «на всякий случай» готовятся к войне

Лукашенко с иронией отнесся к санкциям, запрещающим ему въезд в Эстонию

Лукашенко посоветовал не злить его и не допускать падежа в животноводстве

Лукашенко поделился мнением о самой идеальной профессии.


Собянин: Около 10 тыс. москвичей начали переселение по реновации этим летом

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин поддержал проведение конкурса «Лучший книжный магазин Москвы»

Мэр Москвы: Улучшим транспортную доступность Южного и Северного Бутова


В центре внимания: CorpSoft24 вошел в рейтинг крупнейших ИТ-компаний России

Московские студенты начали исследовать влияние климатических изменений на сток рек Ямала

Детеныш краснокнижной боливийской обезьяны появился на свет в Московском зоопарке

6 лет вместе. В Москве пройдет выставка, посвященная пандам Жуи и Диндин


На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено

Первая победа «Динамо» в сезоне? «Динамо» — «Ростов»: прогноз и ставка

После ареста иномарки в Подмосковье должник погасил задолженность по алиментным платежам

Адвокат Грачева заявила, что Седокову хотят привлечь к уголовной ответственности


70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

В Нарьян-Маре из-за холодов возобновили подачу отопления в дома

Настольный термотрансферный принтер штрих-кодов iDPRT iE4P

Республика Алтай вошла в десятку регионов России по развитию ипотеки


В Симферополе на базе «Клинического госпиталя для ветеранов войн» функционирует гериатрический центр для пожилых людей с возрастными нарушениями

"Россия дала мне возможность быть счастливым": Джефф Монсон в Крыму

Поезда "Таврия" по-прежнему задерживаются из-за ЧП в Ростовской области

Лавандовое поле горит в Симферопольском районе Крыма


Работа над качеством: цифровой аудитор внедрен на горячей линии московских судов

Синоптик Тишковец: череда тропических ливней в Москве завершена

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

Первая победа «Динамо» в сезоне? «Динамо» — «Ростов»: прогноз и ставка














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *