Neural network (biology)

Биологическая нейронная сеть представляет собой взаимосвязанную популяцию нейронов, обычно содержащую множество нейронных цепей, которая составляет основу организации и функционирования нервной системы. Эти сети состоят из химически связанных или функционально ассоциированных нейронов, с обширными соединениями, называемыми синапсами, которые обеспечивают связь посредством электрической и химической сигнализации. Каждый нейрон имеет три основные части: тело клетки, содержащее ядро и органеллы; дендриты — ветвящиеся отростки, которые получают афферентные сигналы от других нейронов; и аксон — длинный хвостообразный отросток, который передает эфферентные сигналы. На окончании аксона потенциал действия запускает высвобождение нейромедиаторов, нейромодуляторов или нейрогормонов, образуя синапс с соседним нейроном. Синапсы обычно образуются от аксонов к дендритам, хотя возможны дендродендритные и другие соединения. Передача сигнала внутри нейрона происходит за счет изменений мембранного потенциала, обусловленных потенциал-зависимыми ионными каналами. Потенциал покоя мембраны поддерживается натрий-калиевыми насосами и калиевыми каналами утечки, в то время как потенциалы действия регулируются потенциал-зависимыми натриевыми и калиевыми каналами. Когда потенциал действия достигает аксонного холмика и терминали, он высвобождает химические мессенджеры, которые влияют на вероятность возникновения потенциала действия в соседнем нейроне, формируя «язык» общения нейронных сетей. Мозг человека содержит около 10¹¹ нейронов с примерно 10¹⁵ синаптическими соединениями, организованными в миллионы специализированных сетей для таких функций, как выживание, обработка мыслей и формирование памяти. Искусственные нейронные сети, определяемые как модели машинного обучения, в общих чертах вдохновлены этими биологическими сетями и используются в вычислительных исследованиях, биологических исследованиях и искусственном интеллекте.