САРАТОВ, 5 августа. /ТАСС/. Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского (СГУ) выявили, что два нейрона в связке могут переходить в разные режимы работы в зависимости от силы взаимодействия и внешнего тока. Это открытие можно использовать, в частности, при моделировании искусственного интеллекта, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.
"Ученые <…> показали, что два связанных между собой нейрона могут переходить в разные режимы работы - от молчания до синхронных колебаний - в зависимости от силы их взаимодействия и внешнего тока
Исследователи провели численные эксперименты с двумя нейронами, смоделированными по биофизической модели Ходжкина-Хаксли. Эта модель подробно описывает электрические процессы в мембране нейрона и учитывает токи натрия, калия и пассивных ионов. Ученые СГУ изучали, как поведение такой пары нейронов меняется при разных значениях внешнего тока, начального мембранного напряжения и силы связи между ними.
Ключевые результаты
В ходе исследования выяснилось, что в зависимости от параметров система из двух нейронов может синхронизироваться в одном из трех режимов: состоянии покоя, одиночном спайке или устойчивом автоколебательном режиме. При этом, как отметили в ведомстве, поведение одного нейрона напрямую зависит от второго: сильная связь может изменить исходный режим второго нейрона - как разбудить его, так и подавить возбуждение.
"Нами показано, что режимами двух моделей нейронов в связке можно управлять не только постоянным внешним током, но также величиной силы связи и даже начальных условий", - приводятся слова соавтора исследования Татьяны Богатенко.
Ключевым открытием стало то, что существует пороговое значение силы связи, при превышении которого режим работы нейронов резко меняется. Например, при слабом токе нейрон обычно пассивен. Однако если связать его с активным соседом, то при достижении определенной силы связи оба начинают синхронно колебаться. И наоборот - сильная связь способна привести к синхронному одиночному импульсу, даже если один из нейронов склонен к самовозбуждению.
Авторами работы стали сотрудники кафедры радиофизики и нелинейной динамики Института физики СГУ. Исследование поддержано стипендией фонда "Идея".
Комментарии