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?)








Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

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

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

Нагорный Карабах - сторона конфликта в переговорном процессе в рамках Минской группы ОБСЕ. ВИДЕО


Chat log from R20 of 2025: Richmond vs Collingwood

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’

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

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


Utrace запускает услугу по валидации IT-систем для фармацевтического рынка

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

НПС построит два велопешеходных моста через Москву-реку

«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России


Первый трейлер Battlefield 6

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

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

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



Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Потерянная библиотека, подземный город и бункер Сталина: какие секреты хранит Кремль

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»


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

Ядерный шантаж

На МКАД авария затруднила движение авто

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


И впрямь — зачем России Шпицберген?

В Подмосковье на видео сняли разбитую фуру после жесткого ДТП

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

Простой, убытки и паника: что случилось на Городецком гидроузле на Волге


Россиянин Сидоренко выиграл соревнования по настольному теннису на Универсиаде‑2025

Весной его дисквалифицировали за мат, а теперь он герой Универсиады. Кто такой Владимир Сидоренко?

Александр Бублик выиграл 2-й подряд турнир ATP

Сидоренко из России одержал победу и стал чемпионом по настольному теннису на Универсиаде.


В Подмосковье на видео сняли разбитую фуру после жесткого ДТП

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

Пересадка жира для создания идеального лица и тела: вся правда о липофилинге

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве


Музыкальные новости

Будь собой, а не "звездой": "Europarty" от White Queen

«За Оззи»: Джонни Депп сыграл песню Black Sabbath и почтил память легенды рока

«Молодежь любит так же, как мы»: Баста рассказал о смыслах своего мюзикла

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»


Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Семь воздушных судов 28 июля прилетают во Владивосток вне расписания

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»


"Локомотив" победил "Краснодар" в российском чемпионате.

"Евро-Футбол.Ру": защитник "Галатасарая" Куэста вряд ли перейдет в "Спартак"

Как Москва готовилось к «Олимпиаде-80»

Московская область выиграла первый командный чемпионат России по гольфу


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

Курс на мечту: «Национальная Лотерея» и РОЛЬФ вручили новый автомобиль победителю розыгрыша в честь запуска «Автомобильной лотереи «РОЛЬФ»

Канал, о котором мечтали несколько веков...

Движение в поселке Восточный ограничили из-за пожара


«Внезапно»: Запад встревожен новым указом Путина

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

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.

Путин поздравил Жапарова с юбилеем подписания декларации о союзничестве.


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



Экс-директору института вакцин Маковскому смягчили приговор по делу о взятке

Кот-массажист получает 80 тысяч рублей: какую работу доверяют животным

Пьяный сантехник устроил дебош в столичной студии косметологии из-за жалобы

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


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

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

Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС

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


"Спартак" сделал предложение экс-игроку "Зенита" Артуру, но тот отказался

В САРАТОВЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ МАСШТАБНАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ ВЕДОМСТВЕННАЯ АКЦИЯ «КАНИКУЛЫ С РОСГВАРДИЕЙ»

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

27 июля 2012 года открылись XXX летние Олимпийские игры в Лондоне


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

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

Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ


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

Собянин поздравил работников центров госуслуг с профессиональным праздником

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин в День работника МФЦ поздравил сотрудников центров госуслуг Москвы


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

Сняла скальп и утопила на глазах зрителей: как и почему косатка Тиликум начала убивать

Самолёт совершил первый прямой авиарейс из Москвы в Пхеньян

РИА: глава Минприроды Козлов летит первым авиарейсом Москва - Пхеньян


Трамп снова разочарован: Белый дом не может замять скандал с Эпштейном

Третий класс пожарной опасности спрогнозировали в лесах Подмосковья до 30 июля

Пересадка жира для создания идеального лица и тела: вся правда о липофилинге

Один год в двадцатилетней истории Marins Москва Пражская


70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

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

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

В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.


В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки

Прогноз погоды в Крыму на 27 июля

В Крыму из-за дыма от пожара столкнулись девять автомобилей

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


День российско-словенской дружбы отметили у Русской часовни на перевале Вршич

Трамп снова разочарован: Белый дом не может замять скандал с Эпштейном

Прогноз погоды на сегодня, 28 июля

Вертолет, упавший в Телецкое озеро, совершал первый полет














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