Нервная сеть - NiNa.Az

Эта статья — о сетях нервных клеток живых организмов. О понятии в программировании см. Нейронная сеть.

Нервная сеть (биологическая нейронная сеть) — совокупность нейронов головного и спинного мозга центральной нервной системы (ЦНС) и ганглия периферической нервной системы (ПНС), которые связаны или функционально объединены в нервной системе, выполняют специфические физиологические функции.

Компьютерная модель ветвистой архитектуры дендритов пирамидальных нейронов

Нервная сеть состоит из группы или групп химически или функционально связанных нейронов. Один нейрон может быть связан со многими другими нейронами, а общее количество нейронов и связей в сети может быть достаточно большим. Место контакта нейронов называется синапсом, типичный синапс — аксо-дендритический химический. Передача импульсов осуществляется химическим путём с помощью медиаторов или электрическим путём посредством прохождения ионов из одной клетки в другую.

С понятием "нервная сеть" тесно связано понятие "коннектом", являющийся полным описанием структуры связей в нервной системе организма.

Нейронная сеть

Представление о нервных сетях оказало значительное влияние на технологии искусственного интеллекта, в попытке построить математическую модель нервной сети был создан обширный инструментарий (искусственных) нейронных сетей, широко используемый в прикладной математике и информатике.

Нейроны объединены в последовательно расположенные слои. Отдельно выделены два крайних слоя — входной и выходной. Через входной слой нейросеть получает информацию, через выходной передает результат ее обработки. Все промежуточные слои называются скрытыми.

Каждый скрытый слой соединен с двумя соседними (предыдущим и следующим) сложной системой связей. В простейшем случае в каждый его нейрон попадают сигналы от каждого нейрона предыдущего слоя, обрабатываются, а затем из него уходят в каждый нейрон следующего слоя.

История

Первые представления о нервных сетях отмечены у Бейна (1873) и Джеймса (1890), в своих работах они рассматривают мыслительную деятельность как результат взаимодействия между нейронами в головном мозге.

Согласно Бейну, любая деятельность ведёт к активизации определённого набора нейронов. При повторении той же деятельности связи между этими нейронами укрепляются. Согласно его теории, эти повторения ведут к формированию памяти. Научное сообщество того времени восприняло теорию скептически, поскольку следствием её являлось возникновение чрезмерного количества нервных связей в мозге. Теперь очевидно, что мозг является чрезвычайно сложной конструкцией и способен работать с несколькими задачами одновременно.

Теория Джеймса была схожа с теорией Бейна, но в то же время Джеймс предположил, что формирование памяти происходит в результате прохождения электрических токов между нейронами в головном мозге, не требуя соединений нейронов для каждого акта запоминания или действия.

Британский физиолог Шеррингтон в 1898 году провёл эксперименты для проверки теории Джеймса, в которых пропускал электрический ток вдоль спинного мозга крыс. При этом вместо ожидаемого усиления тока, согласно теории Джеймса, Шеррингтон обнаружил, что электрический ток ослабевает с течением времени. Результаты экспериментов Шеррингтона сыграли важную роль в разработке теории привыкания.

См. также

• Нерв
• Сеть пассивного режима работы мозга — дефолтная нервная сеть
• ^[англ.]
• Центральный генератор упорядоченной активности — нервная сеть, подающая ритмически упорядоченные моторные сигналы без обратной связи.

Примечания

1. PLoS Computational Biology Issue Image (англ.) // PLoS Computational Biology : journal. — 2010. — Vol. 6, no. 8. — P. ev06.ei08. — doi:10.1371/image.pcbi.v06.i08.
2. James. The Principles of Psychology (неопр.). — New York: ^[англ.], 1890.
3. Sherrington, C.S. Experiments in Examination of the Peripheral Distribution of the Fibers of the Posterior Roots of Some Spinal Nerves (англ.) // Proceedings of the Royal Society of London : journal. — Vol. 190. — P. 45—186.

Литература

• Intrinsic plasticity Архивная копия от 25 июля 2017 на Wayback Machine Robert H. Cudmore, Niraj S. Desai Scholarpedia 3(2):1363.