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

TY JOUR
TI Стохастические процессы в нейронной сети головного мозга и их влияние на восприятие и принятие решений
AU Писарчик, А. Н.
AU Храмов, А. Е.
PB Успехи физических наук
PY 2023
JO Успехи физических наук
JF Успехи физических наук
JA Усп. физ. наук
VL 193
IS 12
SP 1298-1324
UR https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/c/
ER https://doi.org/10.3367/UFNr.2022.12.039309

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