Недавнее исследование, опубликованное в Nature Physics, пролило свет на формирование сильных связей в нейронных сетях. Команда исследователей из Инициативы теоретических наук выпускников ЦГГУ, Йельского университета, Чикагского университета и Гарварда проанализировала наборы данных о проводящих путях мозга у различных видов, включая мух, мышей и червей.
Исследователи обнаружили, что небольшое количество нейронов в этих сетях имеет значительно более сильные связи друг с другом по сравнению с остальными. Эти «тяжелохвостые» связи имели решающее значение для функционирования мозга. Предыдущие исследования изучали, как формируются эти редкие связи и является ли процесс специфичным для каждого вида или руководствуется общим базовым принципом.
С помощью передовых методов микроскопии и изображений исследователям удалось изучить формирование этих связей. Они разработали математическую модель, основанную на пластичности Хебба, механизме из нейронауки, который гласит, что нейроны связываются друг с другом, когда они одновременно активируются. Модель точно описывала перестройку проводящих путей между нейронами для формирования сильных связей.
Более того, когда нейрональная активность была включена в модель, исследователи обнаружили еще одно важное свойство структуры нейронной сети: кластеризацию. Это феномен кластеризации, кажется, является общей особенностью для нескольких видов, что говорит о наличии общего принципа в формировании нейронных связей.
Полученные результаты исследования имеют значение для нашего понимания работы мозга и могут потенциально принести пользу будущим исследованиям в нейронауке. Идентифицируя механизмы формирования сильных связей в нейронных сетях, исследователи могут получить представление о фундаментальных принципах, управляющих деятельностью мозга. Дальнейшее исследование этих принципов может привести к прогрессу в областях моделирования нейронных сетей и нейроинспирированного компьютинга.