Ученые РФ нашли неизвестный науке режим работы нейронов

Эмилия Глебова. Молодые ученые (фрагмент). 1968
Эмилия Глебова. Молодые ученые (фрагмент). 1968

Новый режим работы нейронной сети, которая имитирует «поведение» нейронов мозга, впервые обнаружили ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета (СГУ) имени Н. Г. Чернышевского (СГУ) в составе международного коллектива. Результаты опубликованы в журнале в Chaos, Solitons and Fractals 21 января.

Это открытие, по мнению авторов исследования, в дальнейшем поможет разбираться в работе сложных технических систем, также и медикам в лечении различных неврологических заболеваний, так, например, как болезнь Паркинсона или в лечении сложной эпилепсии.

Спайковые нейронные сети повторяют действия клеток головного мозга, переносят сведения не в виде чисел, а в виде кратких импульсов, определяемых как спайки. Как пояснили в Саратовском национальном исследовательском государственном университете (СГУ) имени Н. Г. Чернышевского, изучение особенностей действия этих сетей подтолкнет мысль ученых к изобретению новых технологий, которые улучшат результаты стимуляции мозга.

Ученые СГУ вместе с исследователями из Индии рассмотрели, как ведет себя сеть при экстремальных периодических воздействиях — импульсах, которые идут с фиксированной частотой, достаточно большой амплитудой и меняют нормальный график действия системы.

«Мы рассматриваем сложную сеть взаимосвязанных элементов, похожих на нейроны мозга. Изначально она работает в определенном ритме или режиме, но когда мы начинаем подавать на нее сильные импульсы, ее ритм может измениться. Иногда эти изменения разрушают существующую структуру, а иногда создают новые интересные состояния, о которых ранее никто не знал», — поведал всем один из авторов исследования, старший научный сотрудник СГУ Игорь Шепелев.

По мнению ученого, такое экстремальное давление вызвало, в частности, возникновение нового режима — спиральной волны, имеющей кардинально другие свойства волн по сравнению с тем, что было изучено ранее.

«Мы обнаружили, что изменения режима зависят от силы и частоты импульсов, и теперь пытаемся найти способы, как использовать эти знания для управления такими сетями», — дополнил Шепелев.

Он предположил, что новые результаты исследований будут, возможно, использованы в нейроинженерии, нейроинформатике и медицине, может быть, для создания обновленных методов излечения неврологических заболеваний с помощью точечного действия на мозг.

В будущем ученые собираются исследовать влияние хаотических экстремальных импульсов на спайковые нейронные сети, чтобы понять, как «чувствует себя» нейронная сеть, когда идет сильное облучение, при ударе током или инсульте.

Исследование оплачено грантом Российского научного фонда в рамках Президентской программы исследовательских проектов № 23-72-10040.