Описание эксперимента

Параллельная регистрация многоканальных потоков сигналов и электрическая стимуляция в нейрональных культурах позволяет использовать модельные биологические системы для исследования феномена обучения. Один из результатов в области обучения клеточных культур был получен группой исследователей из Израильского института Технион (Marom, 2001). Нейронная сеть подвергалась серии стимуляций, каждая из которых характеризовалась такими параметрами как частота стимуляции и длительность импульса. В экспериментах по обучению частота стимуляции варьируется от 0,1 до 0,3 Гц. Использование более высокой частоты приводит к подавлению активности культуры.

Каждой сессии стимуляции предшествовала тестовая последовательность из 100 стимулов, позволяющая достоверно определить происходящие изменения в электрической активности, наблюдаемой на одном электроде. Пара стимулирующих электродов выбиралась в соответствии со способностью индуцировать распространяющуюся электрическую активность в ответ на двухфазный биполярный импульс тока (с амплитудой 50 мкА, длительностью по 250 мкс каждой фазы импульса) на расположенных рядом электродов.

Обучение сети на генерацию заданного паттерна активности происходило по следующему алгоритму. При получении в течение фиксированного временного интервала определённого ответа на входной сигнал, стимуляция приостанавливалась на 5 мин. Данная процедура повторялась до момента, когда время реакции системы на предъявленный стимул достигнет заданного значения.