ترسیم نیم میلیارد اتصال در بخشی از مغز موش
دانشمندان نیم میلیارد اتصال را در یک قطعه کوچک از مغز موش‌ها ترسیم کرده‌اند که از این منظر که مغز موش‌ها شباهت زیادی به مغز ما انسان‌ها دارد، می‌تواند جالب توجه باشد.
به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، محققان کالج پزشکی “بیلور”(BCM)، موسسه “آلن” و دانشگاه “پرینستون” بزرگترین نمودار سیم کشی و اتصال سه بعدی از مغز موش‌ها را که بسیار شبیه به مغز ما انسان‌ها است، به امید یادگیری اصولی از مغز که ممکن است به پیشرفت علمی آنها کمک کند، ایجاد کرده‌اند.
نقشه‌ای که مشاهده می‌کنیم، ساختارها و اتصالات پیچیده‌ای از حدود 200 هزار سلول مغزی و تقریبا 500 میلیون سیناپس را نشان می‌دهد که همگی تنها در یک بخش میلی‌متر مکعبی از مغز یک موش (به اندازه یک دانه شن) پنهان شده‌اند.
علاوه بر این، این مجموعه داده منحصر به فرد است، زیرا شامل ثبت الگوهای فعالیت ناشی از انواع محرک‌های بصری پیچیده برای تقریباً 75 هزار سلول مغزی در این حجم از مغز است که برای ایجاد این نقشه استفاده شده است.
ایجاد این نقشه پنج سال به طول انجامیده و دارای سه مرحله مجزا بوده است. محققان تحقیقات خود را بر نئوکورتکس بصری متمرکز کردند، ناحیه‌ای از مغز که برای درک بصری بسیار مهم است. محققان اندازه گیری‌های فعالیت معمولی مغز موش را در زمانی که هنوز در مرحله اول زنده بود، جمع آوری کردند و بیش از 70 هزار عکس از سلول‌های فعال مغز آن تهیه کردند.
سپس دانشمندان قطعه کوچکی از مغز آن را جدا کرده و به بیش از 25 هزار قطعه فوق نازک برش دادند و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بیش از 150 میلیون تصویر با وضوح بالا از آن قطعات گرفتند.
این تحقیق بخشی از برنامه موسوم به “MICrONS” است که هدف آن بهبود الگوریتم‌های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی با مهندسی معکوس قشر مغز است که وظیفه عملکردی بالاتری مانند برنامه‌ریزی و استدلال در پستانداران را بر عهده دارد.
به گفته محققان، این نقشه برای دانشمندان مغز و اعصاب که سعی می‌کنند نحوه پردازش اطلاعات مغز را همراه با مدارهای نئوکورتیکال درک کنند و همچنین محققانی که نحوه درمان بیماری‌های مغزی شامل اتصالات معیوب را کاوش می‌کنند، بسیار ارزشمند خواهد بود.
دکتر “ژاک پیتکو” دانشیار علوم اعصاب و یکی از دانشمندان اصلی پروژه “MICrONS” می‌گوید: برنامه‌های رایانه ای در دهه گذشته انقلاب عظیمی را پشت سر گذاشته‌اند، اما هنوز چیز خای در ارتباط با مغز در دست نیست. اطلاعات دقیق و جدید ما در مورد مغز موش به ما این فرصت را می‌دهد تا آنچه را که مغز را باهوش‌تر می‌کند، بیابیم و این می‌تواند به ما در توسعه رایانه‌های هوشمندتر کمک کند.
نقشه‌ای که مشاهده می‌کنیم، ساختارها و اتصالات پیچیده‌ای از حدود 200 هزار سلول مغزی و تقریبا 500 میلیون سیناپس را نشان می‌دهد که همگی تنها در یک بخش میلی‌متر مکعبی از مغز یک موش (به اندازه یک دانه شن) پنهان شده‌اند.
علاوه بر این، این مجموعه داده منحصر به فرد است، زیرا شامل ثبت الگوهای فعالیت ناشی از انواع محرک‌های بصری پیچیده برای تقریباً 75 هزار سلول مغزی در این حجم از مغز است که برای ایجاد این نقشه استفاده شده است.
ایجاد این نقشه پنج سال به طول انجامیده و دارای سه مرحله مجزا بوده است. محققان تحقیقات خود را بر نئوکورتکس بصری متمرکز کردند، ناحیه‌ای از مغز که برای درک بصری بسیار مهم است. محققان اندازه گیری‌های فعالیت معمولی مغز موش را در زمانی که هنوز در مرحله اول زنده بود، جمع آوری کردند و بیش از 70 هزار عکس از سلول‌های فعال مغز آن تهیه کردند.
سپس دانشمندان قطعه کوچکی از مغز آن را جدا کرده و به بیش از 25 هزار قطعه فوق نازک برش دادند و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بیش از 150 میلیون تصویر با وضوح بالا از آن قطعات گرفتند.
این تحقیق بخشی از برنامه موسوم به “MICrONS” است که هدف آن بهبود الگوریتم‌های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی با مهندسی معکوس قشر مغز است که وظیفه عملکردی بالاتری مانند برنامه‌ریزی و استدلال در پستانداران را بر عهده دارد.
به گفته محققان، این نقشه برای دانشمندان مغز و اعصاب که سعی می‌کنند نحوه پردازش اطلاعات مغز را همراه با مدارهای نئوکورتیکال درک کنند و همچنین محققانی که نحوه درمان بیماری‌های مغزی شامل اتصالات معیوب را کاوش می‌کنند، بسیار ارزشمند خواهد بود.
دکتر “ژاک پیتکو” دانشیار علوم اعصاب و یکی از دانشمندان اصلی پروژه “MICrONS” می‌گوید: برنامه‌های رایانه ای در دهه گذشته انقلاب عظیمی را پشت سر گذاشته‌اند، اما هنوز چیز خای در ارتباط با مغز در دست نیست. اطلاعات دقیق و جدید ما در مورد مغز موش به ما این فرصت را می‌دهد تا آنچه را که مغز را باهوش‌تر می‌کند، بیابیم و این می‌تواند به ما در توسعه رایانه‌های هوشمندتر کمک کند.