Российские ученые нашли неизвестный науке режим работы нейронов

Международная группа исследователей, включая ученых Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского, выявила новый режим работы нейронных сетей, имитирующих «поведение» клеток мозга. Открытие, опубликованное в журнале Chaos, Solitons and Fractals 21 января, может помочь в изучении сложных систем и лечении неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и эпилепсия.

Спайковые нейронные сети работают на основе передачи информации с помощью коротких электрических импульсов, называемых спайками. Исследователи из СГУ пояснили, что анализ таких сетей может способствовать разработке новых технологий для улучшения методов стимуляции мозга.

Как возник новый режим

Совместно с коллегами из Индии ученые изучили поведение сетей под воздействием сильных периодических импульсов с фиксированной частотой и высокой амплитудой. По словам старшего научного сотрудника СГУ Игоря Шепелева, эти воздействия приводят к изменениям в ритме работы сети. Иногда это разрушает ее структуру, но в других случаях создаются новые состояния, ранее не известные науке.

Одним из таких состояний стала спиральная волна — новый режим работы сети с уникальными свойствами. Ученые установили, что изменение режима зависит от силы и частоты импульсов, что открывает возможности для управления такими сетями.

Перспективы исследования

Шепелев отметил, что полученные результаты могут найти применение в нейроинженерии, нейроинформатике и медицине. Например, они могут способствовать созданию точных методов воздействия на мозг для лечения неврологических заболеваний. В дальнейшем ученые планируют изучить влияние хаотических импульсов на нейронные сети, чтобы понять их поведение в условиях сильного стресса, таких как удары током или инсульт.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда в рамках Президентской программы исследовательских проектов № 23-72-10040.