Вчені пояснили, як розуміти складну поведінку нейронних мереж

Команда вчених розглянула в монографії застосування вейвлет-аналізу до вивчення різноманітних

нейрофізіологічних даних - від записівдинаміки окремих нейронів до колективної активності усієї нейронної мережі мозку. Вейвлет-аналіз - це альтернатива класичному спектральному аналізу, але вейвлети дозволяють узагальнити дані спектрального аналізу та розглядати поведінку нейронної мережі одночасно на різних часових масштабах, виділяючи найголовніше та виключаючи непотрібні ритми та шуми. Таким чином, дослідники показали, як можна по-новому поглянути на складну поведінку нейронних систем на різних рівнях: від мікроскопічної динаміки окремих нервових клітин, тобто аналізу запису активності окремих нейронів до макроскопічної динаміки глобальних нейронних мереж мозку - аналіз даних електроенцефалограми та магнітоенцефалографії.

Створення теорії вейвлетів було одним зНайважливішими подіями в математиці за останні кілька десятиліть. Це, мабуть, єдина концепція, яка застосовувалася практично у всіх галузях фундаментальної науки від теорії елементарних частинок до біофізики та геофізики. Вейвлети широко використовуються для розпізнавання та стиснення зображень, для аналізу та синтезу складних сигналів, для вивчення турбулентних потоків, вилучення ознак з біологічних та медичних даних тощо.

Олександр Храмов, керівник Лабораторії нейронауки та когнітивних технологій Університету Іннополіс

Книга включає останні теми, які актуальнідля широкої аудиторії, яка працює в експериментальній і обчислювальної нейробіології. У монографії 9 глав, в них є математичне введення в вейвлет-аналіз і огляд досліджень в цій новій темі в області нейронауки: мікродінаміка на прикладі аналізу активності окремих нейронів з використанням вейвлетів, гібридні підходи на основі вейвлетів і машинного навчання, активність нейронів і мікродінаміка мозку при епілептичної активності та інше.

Вчені написали книгу на основі результатіввласних досліджень у цій галузі. У 2015 році вийшло перше видання монографії, у другому виданні автори оновили інформацію, переробили наявні глави та написали нові, в тому числі й на підставі досліджень, які вони проводили в Університеті Іннополіс.

«Монографія може використовуватися як підручник длянеспеціалістів, аспірантів і студентів. Книга є важливим ресурсом для нейрофізіологів, біофізиків і математиків, знайомих з нелінійними динамічними системами та обробкою даних, а також для аспірантів, що спеціалізуються в цих та суміжних областях », - додав Олександр Храмов.

Читати далі

ОАЕ випробували технологію штучного виклику опадів в 50-градусну спеку

Фізики розповіли, що буде, якщо Місяць наблизиться до Землі

Поява наземних рослин 400 млн років тому змінило регуляцію клімату Землі