Ученые объяснили, как понимать сложное поведение нейронных сетей

Совместно с коллегами из Саратовского государственного университета, Мадридского университета Комплутенсе и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва) исследователи российского ИТ-вуза выпустили книгу, в которой описали преимущества применения нового метода анализа в нейронауке по сравнению с классическими подходами. Это поможет изучить работу нейронных сетей головного мозга на разных пространственных и временных масштабах. Об этом «Хайтеку» сообщили в пресс-службе Университета Иннополис.

Команда ученых рассмотрела в монографии применение вейвлет-анализа к изучению разнообразных нейрофизиологических данных — от записей динамики отдельных нейронов до коллективной активности всей нейронной сети мозга. Вейвлет-анализ — это альтернатива классическому спектральному анализу, но вейвлеты позволяют обобщить данные спектрального анализа и рассматривать поведение нейронной сети одновременно на разных временных масштабах, выделяя самое главное и исключая ненужные ритмы и шумы. Таким образом, исследователи показали, как можно по-новому взглянуть на сложное поведение нейронных систем на различных уровнях: от микроскопической динамики отдельных нервных клеток, то есть анализа записи активности отдельных нейронов, до макроскопической динамики глобальных нейронных сетей мозга — анализ данных электроэнцефалограммы и магнитоэнцефалографии.

Создание теории вейвлетов было одним из самых важных событий в математике за последние несколько десятилетий. Это, наверное, единственная концепция, которая применялась практически во всех областях фундаментальной науки от теории элементарных частиц до биофизики и геофизики. Вейвлеты широко используются для распознавания и сжатия изображений, для анализа и синтеза сложных сигналов, при изучении турбулентных потоков, извлечении признаков из биологических и медицинских данных и т. д.

Александр Храмов, руководитель Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Университета Иннополис

Книга включает последние темы, которые актуальны для широкой аудитории, работающей в экспериментальной и вычислительной нейробиологии. В монографии 9 глав, в них есть математическое введение в вейвлет-анализ и обзор исследований в этой новой теме в области нейронауки: микродинамика на примере анализа активности отдельных нейронов с использованием вейвлетов, гибридные подходы на основе вейвлетов и машинного обучения, активность нейронов и микродинамика мозга при эпилептической активности и другое.

Ученые написали книгу на основе результатов собственных исследований в данной области. В 2015 году вышло первое издание монографии, во втором издании авторы обновили информацию, переработали имеющиеся главы и написали новые, в том числе и на основании исследований, которые они проводили в Университете Иннополис.

«Монография может использоваться как учебник для неспециалистов, аспирантов и студентов. Книга является важным ресурсом для нейрофизиологов, биофизиков и математиков, знакомых с нелинейными динамическими системами и обработкой данных, а также для аспирантов, специализирующихся в этих и смежных областях», — добавил Александр Храмов.


Читать далее

ОАЭ испытали технологию искусственного вызова осадков в 50-градусную жару

Физики рассказали, что будет, если Луна приблизится к Земле

Появление наземных растений 400 млн лет назад изменило регуляцию климата Земли

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Крупнейшую цифровую камеру установили в обсерватории Веры Рубин
Космос
Кишечную палочку «научили» производить биоразлагаемый пластик
Наука
Космический телескоп наблюдал четыре гигантские экзопланеты у соседней звезды
Космос
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Космос
Посмотрите, как поверхность Луны становится красной: Blue Ghost снял видео затмения
Космос
Цифровую трансформацию HR обсудят на форуме «Цифровое сердце компании»
Новости
Посмотрите на Антарктиду без льда: опубликована подробная карта южного континента
Наука
В MIT разработали мышцы для роботов, которые сокращаются в разных направлениях
Наука
Китайский Baidu представил новую модель ИИ: «не хуже ChatGPT, но дешевле DeepSeek»
Новости
Процессорный модуль «Фишт» запустили в производство: заменит зарубежные аналоги  
Новости
НАСА сообщило о возможных следах древней жизни на Марсе  
Космос
Робот TRON 1 научился прыгать через барьеры и взбираться по лестницам  
Новости
Проект мощнейших в мире приливных турбин запустили во Франции
Новости
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости