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?)








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

Аукцион за часть дачи Пугачевой опровергли

Делегация «ЛокоТех» посетила финал II чемпионата профессионалов ОАО «РЖД» в Екатеринбурге

Модель Анастасия Решетова перенесла вирус с осложнениями


La UFC anuncia un mes de octubre mayúsculo

Félix Auger-Aliassime

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

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


Компания MONT расширила ИБ-портфель отечественной системой exploitDog

Navicon представляет комплексную систему для интегрированного управления данными

Отдых в отеле, джип и частный дом: какие взятки мог получить экс-губернатор Тамбовской области

Предгрозовое...


Настройки GameHub и Winlator для игры в Prey (2017) на Android

The dairy industry would like Gen Z to drink more milk, so they made a Fortnite diner tycoon game

'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'

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'



Квалификационные испытания на право ношения знака отличия полицейского спецназа Росгвардии завершились в Подмосковье (видео)

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

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

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


Более 800 студентов прошли практику на предприятиях «Швабе» в 2025 году

Трое российских бойцов две недели ползли к своим позициям

ДельтаЛизинг продолжает раскрывать секреты успеха российских предпринимателей

В МИД РФ негативно оценили решение Израиля по суверенитету над Западным берегом


Суд над московской ячейкой «Фалуньгун»*: как опасная китайская секта попала в РФ

Благодаря новому промышленному объекту в САО возможность трудоустройства получат более тысячи квалифицированных специалистов

Юрист Хаминский раскрыл подробности продажи ТРК «Авиапарк»

Стратегию развития города Шахты до 2030 года скорректируют


Циципас завершил сотрудничество с Иванишевичем и извинился перед отцом за увольнение

«Следующая остановка — Монреаль!» Потапова полетела в Канаду для участия в «тысячнике»

Медведев обыграл У Ибина и вышел в 1/4 финала турнира в Вашингтоне

Медведев сравнил матчи с Опелкой в Нидерландах и США


Росгвардейцы задержали дебошира, повредившего иномарку в Подмосковье

Благодаря новому промышленному объекту в САО возможность трудоустройства получат более тысячи квалифицированных специалистов

Системный подход к хаосу: как мы написали пособие по геймдеву и дошли до второго издание

Строительство вип-ложи, перенос зала борьбы и обновление зала: Что изменилось в ДС «Юбилейный» в Орске после капремонта?


Музыкальные новости

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

Баста и Шура снимаются в сериале «Вирус попсы»

Бузова, Элджей и Боня посетили вечеринку: как развлекались звезды шоу-бизнеса

Пир на Волге и Башмет: какие праздники ждут Ярославль в августе


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

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

Квалификационные испытания на право ношения знака отличия полицейского спецназа Росгвардии завершились в Подмосковье (видео)

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


Путин поздравил российских школьников с победой на математической олимпиаде

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

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

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»


На международном ралли «Шелковый путь – 2025» представили новое моторное масло для мотоциклистов

Водитель Audi сбил трех пешеходов, переходивших дорогу на западе Москвы

В Подмосковье на видео попало, как школьник на питбайке разбился в жестком ДТП

В Москве на видео попало, как самокатчица влетела в авто с правоохранителями


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

Отношения с Трампом не сложились: Путин зол. Ультиматум США вышел боком

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

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


В Алтайском крае распространяется новый штамм коронавируса

Обнаружен новый штамм коронавируса: он очень заразный и забирает голос

Депздрав Москвы оценил ситуацию с распространением нового штамма коронавируса

Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая



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

Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

В Алтайском крае распространяется новый штамм коронавируса

Косметолог-эстетист Наталья Рябинова: как правильно использовать масло для губ


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

«Затрудняет путь в ЕС»: Урсула ждёт от Киева разъяснений по поводу ограничения полномочий НАБУ

Мединский дал неожиданный ответ на предложение Киева о встрече Путина и Зеленского 


"Атлетико" заключил соглашение с игроком национальной команды Словакии

"Монсон о спортсменах, которые меняют гражданство в сложный период для России"

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России

Назначены судейские бригады на матчи 2-ого тура МИР РПЛ


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

Лукашенко посоветовал не злить его и не допускать падежа в животноводстве

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

Лукашенко поделился мнением о самой идеальной профессии.


Собянин поддержал проведение конкурса «Лучший книжный магазин Москвы»

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

Сергей Собянин поздравил москвича — победителя международной олимпиады по физике

Мэр Москвы: Улучшим транспортную доступность Южного и Северного Бутова


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

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

Детеныш краснокнижной боливийской обезьяны появился на свет в Московском зоопарке

Московские студенты начали исследовать влияние климатических изменений на сток рек Ямала


Ксения Мишонова поддержала введение законодательных ограничений для питбайков

Вучич выразил соболезнования из-за крушения Ан-24 в Амурской области

Суд над московской ячейкой «Фалуньгун»*: как опасная китайская секта попала в РФ

Росгвардейцы задержали дебошира, повредившего иномарку в Подмосковье


Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

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


Лавандовое поле горит в Симферопольском районе Крыма

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

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

Актуальная информация о задержке поездов в Крым и обратно


Системный подход к хаосу: как мы написали пособие по геймдеву и дошли до второго издание

На съёмках фильма «Война и мир» возле храма Василия Блаженного. Москва, 1963 год

Росгвардейцы задержали дебошира, повредившего иномарку в Подмосковье

Стратегию развития города Шахты до 2030 года скорректируют














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