Компьютерная модель мозга

Ученые шагают к созданию компьютерной модели мозга

Ученые еще больше приблизились к возможности разработать компьютерную модель мозга после открытия метода отображения соединений и функций нервных клеток мозга.

Создание карты соединений в мозге не является тривиальной задачей, однако, в нем, как оценивается, сто миллиардов нервных клеток (‘нейронов’), каждый соединен с тысячами других нервных клеток – это приблизительно 150 триллионов синапсов.

Как узнать принцип работы нервной схемы мозга? Мы сначала должны понять функцию каждого нейрона и узнать, с какими другими клетками головного мозга он соединяется. Если мы можем найти способ отобразить соединения между нервными клетками для определенных функций, тогда мы сможем разработать компьютерную модель, чтобы объяснить, как сложные движущие силы нейронных сетей генерируют мысли и ощущения.

Нервные клетки в различных областях мозга выполняют различные функции. Сейчас ученые сосредотачиваются на зрительной зоне коры головного мозга, которая обрабатывает информацию от глаз. Например, некоторые нейроны в этой части мозга специализируются на обнаружении краев в изображениях, некоторые активируются после обнаружения горизонтального края, другие – вертикального.

Нейроны, более высокие в визуальной иерархии, отвечают за более сложные визуальные функции, такие как распознавание лиц. Повреждения этой области мозга могут лишить человека возможности распознавать лица, даже при том, что они могут распознать отдельные части тела, такие как глаза и нос.

В исследовании, опубликованном 10 апреля в журнале Nature, описывается метод, разработанный на мышах.

Исследователи изучали зрительную зону коры головного мозга мыши, который содержит тысячи нейронов и миллионы различных соединений. Используя обработку изображений высокого разрешения, ученые смогли обнаружить, какой именно нейрон отвечает на определенный стимул, например, горизонтальный край.

Исследуя часть той же самой ткани, исследователи воздействовали малыми токами к подмножеству нейронов поочередно, чтобы видеть, какие другие нейроны реагируют и, следовательно, какие из них были синаптическим образом соединены. Повторяя этот метод много раз, исследователи смогли проследить функцию и связь сотен нервных клеток в зрительной зоне коры головного мозга.

Исследование разрешило дебаты о том, случайны ли локальные соединения между нейронами, другими словами, соединяются ли нервные клетки спорадически, независимо от функции, или они упорядочены свойствами нейрона с точки зрения того, как они реагируют на определенные стимулы.

Исследователи доказали, что нейроны, которые реагируют на визуальные стимулы, так и те нейроны, которые реагируют на края той же самой ориентации, имеют тенденцию соединяться друг с другом.

Используя этот метод, исследователи надеются разработать монтажную схему мозговой области с определенной поведенческой функцией, такой как зрительная зона коры головного мозга.

“Мы начинаем распутывать сложность мозга” – говорит доктор Мрсик-Флогель (Mrsic-Flogel). “Когда мы понимаем функцию и связь нервных клеток, охватывающих различные уровни мозга, мы можем начать разрабатывать компьютерное моделирование этого замечательного органа, но для этого потребуется много лет”.

“Мозг является очень сложным органом, и мы понимаем, что разгадка его внутренней работы является одной из конечных целей науки” – говорит доктор Джон Уильямс, глава отдела нейропсихологии и психического здоровья в Wellcome Trust.

“Это важное исследование дарит нейробиологам один из ключевых инструментов, который поможет им в дальнейшем изучении среды мозга”.

Поделиться с друзьями:

Также интересно:


Вы можете следить за обсуждением этой записи с помощью RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий, или trackback с вашего сайта.
Один комментарий
  1. Людмила Белик пишет:

    Наука о мозге сейчас – самая нищая наука . О мозге настоящем с сапиенсом воедино она знает не боле 6-7% .

    ЭНЕРГОМОЗГ в объёме больше мозга в черепе раза в 4 – 6 смешно изучать в мозге-масле-желе !

    Физики должны исследовать как он выстроен ОТ ГОЛОВЫ – до предела и выявить весь предел вертикальный . Ан – ну высота у умных и дико слабый и эксперта по науке академика-неуча Э. Круглякова .

    Далековато до создания компьютерной модеди .

Оставить комментарий