Стохастические процессы в нейронной сети головного мозга и их влияние на восприятие и принятие решений

А.Н. Писарчик^†^а, А.Е. Храмов^‡^б, в
^аCenter for Biomedical Technology Technical University of Madrid, Campus Montegancedo, Pozuelo de Alarcón, Madrid, 28223, Spain
^бБалтийский центр нейротехнологий и искусственного интеллекта, Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, ул. Александра Невского 14 , Калининград, 236041, Российская Федерация
^вСаратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского, ул. Большая Казачья 112, Саратов, 410012, Российская Федерация

Статья посвящена вопросам влияния стохастической динамики нейронных ансамблей мозга на восприятие и обработку сенсорной информации, а также принятия решений на её основе. Рассмотрены источники шума в нервной системе при обработке сенсорной информации, а также некоторые стратегии нервной системы для компенсации или учёта стохастических процессов. Обсуждаются эксперименты и математические модели, где при восприятии сенсорной информации существенную роль начинает играть стохастическая динамика мозга. При этом особое внимание уделено таким парадигмам исследования шума в мозге, как восприятие слабых стимулов, близких к порогу чувствительности, и бистабильных неоднозначных стимулов. Описаны методы оценки шума мозга как с помощью психофизических экспериментов, так и в результате непосредственного анализа данных нейровизуализации. В заключение рассматриваются некоторые вопросы применения концепции стохастической динамики мозга в задачах биомедицинской диагностики различных неврологических заболеваний.

Ключевые слова: нейронные сети, головной мозг, стохастический процесс, восприятие, математические модели, психофизика, стохастический/когерентный резонанс, анализ электроэнцефалограмм и магнитоэнцефалограмм
PACS: 05.45.−a, 87.19.L−, 87.85.−d (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.12.039309
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/c/
Web of Science

001172931200004
Scopus

2-s2.0-85177602649
ADS NASA

2023PhyU...66.1224P
Цитата: Писарчик А Н, Храмов А Е "Стохастические процессы в нейронной сети головного мозга и их влияние на восприятие и принятие решений" УФН 193 1298–1324 (2023)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)

MedlineRefWorks

Русский

English

PT Journal Article
TI Stochastic processes in the brain's neural network and their impact on perception and decision-making
AU Pisarchik A N
FAU Pisarchik AN
AU Hramov A E
FAU Hramov AE
DP 10 Dec, 2023
TA Usp. Fiz. Nauk
VI 193
IP 12
PG 1298-1324
RX 10.3367/UFNr.2022.12.039309
URL https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/c/
SO Usp. Fiz. Nauk 2023 Dec 10;193(12):1298-1324

Поступила: 8 декабря 2022, одобрена в печать: 27 декабря 2022

English citation: Pisarchik A N, Hramov A E “Stochastic processes in the brain's neural network and their impact on perception and decision-making” Phys. Usp. 66 1224–1247 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.12.039309