В нейронную сеть удалось встроить функцию торможения

30 мая 2024
64

Ученые из Московского физико-технического института (Москва), Университета Лобачевского (Нижний Новгород) и Южного федерального университета (Таганрог) встроили математическую модель мемристора в ранее разработанную биофизическую модель нейросети, моделирующей передачу тормозных сигналов между нервными клетками. Такие сигналы необходимы для поддержания баланса процессов возбуждения и торможения в мозге.

Исследователи заменили тормозную синаптическую пластичность в биофизической модели нейросети на мемристивную пластичность. Модель тормозной синаптической пластичности, хотя и имитирует биологический процесс, не может быть физически воплощена в виде устройства. Поэтому авторы на примере математических моделей проверили, можно ли внедрить в нейросеть мемристор и тем самым воспроизвести экспериментально наблюдаемый эффект регуляции процессов возбуждения и торможения живых нейронов. Оказалось, что замещение тормозной синаптической пластичности мемристором не сказывается на динамике модели и позволяет также воспроизводить эффекты, наблюдаемые в экспериментах на мозге, когда проверяется память или отклик нейронов.

Таким образом, на примере созданной модели исследователям удалось показать, что внедрить мемристор в сложные нейронные сети, имитирующие системы человеческого мозга, действительно возможно. Это важно в первую очередь для того, чтобы повысить эффективность нейроморфных вычислительных систем, то есть систем, действующих по аналогии с человеческим мозгом. В дальнейшем эти результаты можно будет использовать при разработке архитектуры реальной нейронной сети, воспроизводящей биологические функции, например, обладающей памятью.