Версия для слабовидящих
Создана самая обширная на сегодняшний день карта нейронных сетей мозга Печать Email
Новости науки
30.03.2016

Даже самые простые нейронные сети в головном мозге состоят из миллионов связей, а изучение этих обширных сетей имеет решающее значение для понимания того, как именно работает наш мозг. Международная группа исследователей опубликовала в журнале Nature самую обширную на сегодняшний день реконструкцию нейронной сети в коре головного мозга, где происходит обработка различных сигналов. Учёные выявили несколько новых важных законов организации и работы мозга.

Учёные начали свою работу с выявления нейронов, откликающихся на конкретные визуальные стимулы и расположенных в зрительной коре головного мозга лабораторных мышей. Эти клетки реагировали на вертикальные или горизонтальные блоки на экране.

Затем исследователи сделали тончайшие срезы мозга, что позволило получить миллионы детальных изображений целевых клеток и синапсов, а затем создать их трёхмерную реконструкцию ("Вести.Наука" уже писали о подобном методе). С помощью 3D-изображений учёные отслеживали деятельность отдельных нейронов и связей между ними.

"Данное исследование уникальным образом сочетает функциональную визуализацию и детальную микроскопию, – говорит Рид. – Полученные нами микроскопические данные отличаются беспрецедентной степенью детализации. Мы получаем много новой информации о функциях каждого нейрона, а затем видим, как он соединяется с другими нейронами – похожими и различными по функциям.

Ансамбль нейронов похож на симфонический оркестр, в котором каждый исполнитель сидит в случайном месте: если слушать нескольких ближайших музыкантов, в музыке не будет смысла, но если услышать то, что играет каждый, то можно понять какую-то особенную мелодию. Так как в мозге нет "дирижёра", оркестру необходимо общаться между собой".

Анализ этих весьма обширных данных привёл учёных к ряду выводов, в том числе позволил подтвердить идею, согласно которой нейроны, выполняющие аналогичные задачи, с большей вероятностью связаны друг с другом, чем нейроны, ответственные за разные действия. Однако, несмотря на это, соединения весьма обширны и часто нейроны спутаны с рядом других нейронов, выполняющих совершенно разные функции.

В общей сложности исследователи рассмотрели около 1300 синапсов между клетками с помощью 3700 срезов мозга. Учёные полагают, что с помощью подобных исследований удастся понять, как структура мозга позволяет нам чувствовать, помнить и думать.

"Эта работа стала кульминацией исследовательской программы, которая была запущена почти десять лет назад, – комментирует доктор Клей Рид (R. Clay Reid), старший исследователь Алленовского института наук о мозге. – Однако мы обнаружили, что это стоило затраченных усилий: мы изучили огромное количество информации о структуре сетей в мозге и, в конечном счёте, выяснили, как структура мозга связана с его функциями".

"Несмотря на то, что это исследование можно назвать значимым этапом работы, мы только в начале нашего пути, – продолжает Вэй-Чжун Ли (Wei-Chung Lee), преподаватель нейробиологии в Гарвардской медицинской школе и ведущий автор научной работы. – Теперь мы обладаем инструментами, которые позволяют нам обнаруживать связь между соединениями и вычислениями, производимыми этими нейронными сетями".

Учёные десятилетиями изучали мозговую активность, и вот, наконец, им удалось получить общую картину: связать электрическую активность нейронов с работой синапсов. Это позволило определить анатомию сети из клеток в коре головного мозга, а также как строение сети влияет на функциональные связи между нейронами.

Методика, использованная в исследовании, позволила определить, как организуются нейронные связи. Теперь исследователи планируют выявить более мелкие связи – строительные блоки, необходимые для функционирования мозговой сети.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2736864

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта