Российские учёные предлагают добавить в нейросети аналоги вспомогательных клеток мозга. В частности, они говорят об астроцитах — клетках, играющих важную роль в регуляции активности нейронов. Ученые создали математическую модель астроцитов и успешно внедрили ее в нейросеть. Этот подход, по их мнению, позволяет ей более эффективно использовать свои ресурсы.
Мозг состоит не только из нейронов, но и из вспомогательных клеток, называемых глиальными клетками. Они выполняют различные функции, такие как поддержание жизнедеятельности нейронов, удаление продуктов распада, подведение питательных веществ и подавление патогенов. Последние исследования показывают, что глиальные клетки оказывают значительное влияние на активность нейронов и обучаемость нейронных сетей.
Искусственные нейронные сети не имеют элементов с функциями глиальных клеток, так как это усложнило бы их архитектуру. Однако, ученые обнаружили, что глиальные клетки могут играть важную роль и в работе искусственных нейронных сетей. Возможно, в будущем будут разработаны методы, позволяющие искусственным нейронным сетям использовать преимущества глиальных клеток без необходимости создания элементов с их функциями на уровне отдельных “нейронов”.
ТАСС со ссылкой на пресс-службу Российского научного фонда (РНФ) сообщает: «Эксперименты последних лет показывают, что эти тельца [астроциты и микроглия] не только питают нейроны и защищают их от инфекций, но и играют важную роль в регуляции их активности и в запоминании новой информации. Руководствуясь подобными соображениями, исследователи разработали цифровой аналог астроцитов, способный взаимодействовать с остальной нейросетью, и встроили их в разрабатываемую ими нейроморфную систему ИИ».
Добавление аналогов глиальных клеток в искусственные нейронные сети позволило улучшить их производительность. Ученые из Нижегородского государственного университета добились успеха в распознавании изображений цифр и букв, а также улучшили воспроизведение ранее полученной информации. Они также предлагают использовать эту технологию для более точного моделирования работы мозга человека и животных.
Новая архитектура нейронной сети, предложенная учёными, состоит из трех слоев. Один слой играет роль аналогов пирамидальных нейронов мозга, которые воспринимают сигналы. Второй слой состоит из аналогов вставочных нейронов, которые распространяют эти сигналы по сети. Третий слой состоит из искусственных астроцитов. Сигналы передаются между искусственными нейронами в виде электрических импульсов, а химические сигналы, выделяемые естественными глиальными клетками мозга, передаются между астроцитами и нейронами. Это делает искусственную нейронную сеть еще более похожей на живой мозг.
Источник 3dnews
