Исследование: динамические представления в сетевых нейронных системах

#Наука и технологии

22 июля 2020

Группа нейробиологов из Пенсильванского университета (Филадельфия, США) провела исследование паттернов активности групп нейронов в человеческом мозге, объединив два научных подхода:

  • изучение воспринимаемых человеком стимулов в формате нейронной активности;

  • изучение того, как эта информация передается в сетях, моделирующих нейронные взаимодействия.

Ученые ставили перед собой задачу разработать целостный подход, структура которого будет поэтапно описывать, как группы нейронов обрабатывают информацию.

Результаты работы опубликованы на портале Nature Neuroscience и представляют собой целостную теоретическую перспективу, которая может стать основой будущих исследований в области нейробиологии, фокусирующихся на обработке нейронной информации.

"В последнее десятилетие или около того, нейробиологи использовали все более сложные инструменты, чтобы понять, как мозг представляет вещи, которые он видит или слышит, - говорит Харанг Джу, один из исследователей. - Некоторые изучали репрезентации мозга как отдельные паттерны мозговой активности, в то время как другие - как изменяющиеся паттерны активности. Цель нашей работы состояла в том, чтобы исследовать, как понимание мозга как сети нейронных единиц и их связей может помочь продвинуться в понимании динамической природы нейронных представлений."

В опубликованной статье авторы сначала рассматривают два корпуса исследований, фокусирующихся либо на нейронных представлениях, либо на сетевых моделях. Впоследствии они также рассматривают несколько недавних исследований, которые пытались объяснить или исследовать эти два компонента вместе.

При этом они выдвинули два важных предположения:

  • что каждая группа нейронов или популяция нейронов имеет свою собственную внутреннюю динамику,

  • что различные популяции могут взаимодействовать друг с другом для выполнения очень сложных вычислений.

«Принято считать, что нейронные репрезентации просто передаются из одной области мозга в другую, подобно телефонной игре, в которой вы передаете слово от человека к человеку, - объяснил Джу. - То, что мы предлагаем, больше похоже на коктейль-вечеринку, где люди, каждый со своими собственными тенденциями, взаимодействуют друг с другом, чтобы сформировать очень сложную ткань разговоров."

Холистическая структура, разработанная Джу и Бассеттом, является одной из первых теоретических моделей, которые рассматривают два основных аспекта обработки нейронной информации во взаимодействии.

"Мы работали в лаборатории, чтобы количественно оценить динамику мозга в масштабах всего мозга и нейронов, - сказал Джу. - Теперь мы планируем расширить эту работу, чтобы продолжить изучение того, как структура связей мозга может влиять на его представление о постоянно меняющейся окружающей среде."


  • Комментарии
Загрузка комментариев...