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?)








В России обнаружено более 100 случаев заболевания новым штаммом COVID-19

Сеть клиник «Будь Здоров» открыла первый травмпункт сети на базе клиники на Сретенке

Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.

Как начать петь. Как начать петь песни. Как начать петь с нуля


Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

Weah’s agent: One Juventus director ‘is creating problems’

The Great Indian Kapil Show: Raghav Chadha reveals telling Parineeti Chopra to manifest he will never become the PM; says ‘Yeh jo bolti hai wo ulta hota hai’


Маяк Анива, скала Сивучья, Сахалин

Александр Михайлов (GSOC): «Безопасность IT-экосистемы — это зона нулевого доверия к подрядчикам»

Ана Каспарян поднимает вопросы Геноцида армян, этнических чисток в Арцахе и роли Израиля в конфликте — в откровенном интервью с Такером Карлсоном. ВИДЕО

Сунул нос не в своё дело: серийного нюхателя жоп снова поймали в Калифорнии


Первый трейлер Battlefield 6

«Если бы у Наруто и AC Shadows был ребёнок»: Разбор англоязычной версии Where Winds Meet

Ninja Party можно предзаказать в мобильных маркетах с релизом в конце июля

Quarantine Zone creator reveals 3 reasons the zombie sim went viral on TikTok



Где живут и на чем ездят самые аварийные водители России?

Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.


Пловец из Москвы погиб во время заплыва на Волге

Что известно о задержках рейсов в аэропортах РФ 28 июля 2025 года

Мужчина умер в поезде, его тело оставили на скамейке до утра

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры


«Утечка мозгов» из Новосибирской области резко сократилась

Более 60% работ по замене асфальта на Садовом кольце уже выполнено

Мужчина умер в поезде, его тело оставили на скамейке до утра

Третий класс пожарной опасности спрогнозировали в лесах Подмосковья до 30 июля


Калина потерпела третье поражение в финале турнира WTA за свою карьеру.

«Краснодар» — «Локо», UFC и матч Калинской: что посмотреть сегодня

Калинская поднялась на 17 позиций в обновленном рейтинге WTA

Соболенко — об Уимблдоне-2025: это ужасно, когда твоя жизнь зависит от результата


Россия уступила Белоруссии второе место по дешевизне дизельного топлива среди стран Европы и ближнего зарубежья

В Кузбассе проходят торжества в честь празднования Крещения Руси

Мужчина умер в поезде, его тело оставили на скамейке до утра

«Утечка мозгов» из Новосибирской области резко сократилась


Музыкальные новости

Певец Андрей Макаревич признался, что приехал в Юрмалу на фестиваль Вайкуле

Волосы попортились: что стало с Волочковой после Мальдив

"Это разбило мне сердце": Рита Дакота объявила о завершении концертной деятельности в России

Джастин Бибер показал фото с вечеринки по случаю выхода нового альбома и развеял слухи о разводе с женой


Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.

Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти

Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Где живут и на чем ездят самые аварийные водители России?


Как Москва готовилось к «Олимпиаде-80»

Законченные «Циники»: Верник вышел в свет с Гухман, Редькин выпустил комикс

Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

В мэрии назвали условия присвоения Элджею звания почётного жителя


В Кот-д'Ивуаре в результате аварии с участием автобуса и самосвала погибли 16 человек.

На МКАД авария затруднила движение авто

Где живут и на чем ездят самые аварийные водители России?

НПС построит два велопешеходных моста через Москву-реку


Путин в День ВМФ прибыл на территорию Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге

«Подводная лодка, демонтрированная Путину, произвела шок на Западе»

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.

«Внезапно»: Запад встревожен новым указом Путина


Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.



Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Вспомнить прошлое. Врач Романов объяснил появление метастазов через годы

Сеть клиник «Будь Здоров» открыла первый травмпункт сети на базе клиники на Сретенке

Ночные перекусы в отпуске: доктор Садыков о том, как они влияют на микрофлору и вес


Кто заставил Зеленского предложить России новый раунд переговоров: В Британии показали пальцем

Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС

Зеленский настаивает: встреча с Путиным до конца августа с участием Европы

Запад ударил Зеленского по самому больному месту – кошельку: Киев показательно лишили 1,5 миллиардов помощи


Чемпионат по военно-спортивному многоборью среди росгвардейцев завершился в Грозном

Команда столичного управления МЧС России готовится к участию во Всероссийских соревнованиях по пожарно-спасательному спорту

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

Чемпионат по военно-спортивному многоборью среди росгвардейцев завершился в Грозном


«Беларусь-1»: Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко получил приглашения от стран Латинской Америки и Азии для визитов.

Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ


Собянин в День работника МФЦ поздравил сотрудников центров госуслуг Москвы

Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: На территории промзоны «Кирпичные улицы» будет создана социнфраструктура


Зачем Минприроды Свердловской области планирует организовать полигон отходов на участке, где идёт поиск питьевой воды?

Почему технологии ПВВК безопасны и эффективны, химия и экология воды по мнению Алексея Горшкова

Самолёт совершил первый прямой авиарейс из Москвы в Пхеньян

В Феодосии ликвидировали пожар на площади


Третий класс пожарной опасности спрогнозировали в лесах Подмосковья до 30 июля

Россия уступила Белоруссии второе место по дешевизне дизельного топлива среди стран Европы и ближнего зарубежья

Команда столичного управления МЧС России готовится к участию во Всероссийских соревнованиях по пожарно-спасательному спорту

Блогера Subo заочно обвинили в уклонении от уплаты налогов на 20 млн рублей


70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

В Архангельске представили киноальманах «Север, я люблю тебя!» по произведениям современных писателей

В музее-заповеднике «Архангельское» пройдут «Jazzовые сезоны»


Сколько пассажиров прибывают в Крым летом на поездах ежедневно

Прогноз погоды в Крыму на 27 июля

В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки

К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству


Первый прямой рейс из Москвы приземлился в КНДР

«АвтоВАЗ» приостановил работу до 17 августа.

Почему ситуация под Купянском вяжет по рукам и ногам, тормозя ход всей СВО

«Утечка мозгов» из Новосибирской области резко сократилась














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