De Onderzoekers van het Centrum voor de Neurale Basis van Kennis (CNBC) hebben, een gezamenlijk project van de Universiteit van het Carnegie Mellon en de Universiteit van Pittsburgh, voor het eerst een mechanisme genoemd „dynamische connectiviteit,“ beschreven waarin de neuronenkringen van nieuwe bedrading voorzien „tijdens de vlucht“ toelatend stimuli om scherper worden ontdekt zijn.
hij verwerkt wordt beschreven in een document in de kwestie van Januari 2008 van de Neurologie van de Aard, en beschikbaar online in http://dx.doi.org/10.1038/nn2030.
Dit nieuwe, biologisch geïnspireerde algoritme om de hersenen op het werk te analyseren staat wetenschappers toe om te verklaren waarom wanneer wij een geur opmerken, de hersenen snel door input kunnen sorteren en precies bepalen wat die geur is.
„Als u aan de hersenen zoals een computer denkt, dan zijn de aanslutingen tussen neuronen als de software die de hersenen in werking stellen. Ons werk toont aan dat deze biologische software snel als functie van het soort input dat het systeem ontvangt,“ bovengenoemd Stedelijke, verwante professor Nathan van biologische wetenschappen bij Carnegie Mellon wordt veranderd.
Wanneer een stimulus zoals een geur wordt ontmoet, beginnen vele neuronen in brand te steken. Wanneer vele neuronen tezelfdertijd in brand steken kunnen de signalen voor de hersenen moeilijk zijn te interpreteren. Tijdens zijremming, verzenden de bevorderde neuronen „wapenstilstand“ berichten naar de naburige neuronen die, die het lawaai verminderen en het gemakkelijker maken een stimulus precies om te identificeren. Dit proces vergemakkelijkt ook nauwkeurige erkenning van stimuli op veel sensorisch gebied van de hersenen.
In dit project, Stedelijk en collega's onderzoek specifiek het proces van zijremming op een gebied van de hersenen genoemd de reukbol, die van verwerkingsgeuren de oorzaak is. Tot nu toe die, dachten de wetenschappers dat de aanslutingen door de neuronen in de reukbol worden gemaakt door anatomie werden gedicteerd en slechts konden langzaam veranderen.
Nochtans, in deze huidige studie, Stedelijk en collega's vond dat de aanslutingen, in feite zijn, niet plaatsen maar eerder bekwaam om dynamisch in antwoord op specifieke patronen van stimuli te veranderen. In hun experimenten, vonden zij dat wanneer bepaalt de prikkelende neuronen in de reukbolbrand op een gecorreleerde manier, dit hoe zij functioneel worden verbonden.
De onderzoekers toonden aan dat de dynamische connectiviteit zijremming om toelaat worden verbeterd wanneer een groot aantal neuronen aanvankelijk aan een stimulus antwoordt, die uit lawaai van andere neuronen filtreren. Door het lawaai uit te filtreren, kan de stimulus duidelijker van andere gelijkaardige stimuli worden erkend en worden gescheiden.
„Dit mechanisme helpt om te verklaren waarom u in een ruimte kunt lopen en een geur erkennen die bloemen schijnt te zijn. Aangezien u de geur blijft ruiken, begint u te erkennen dat de geur inderdaad bloemen is en specifieker de geur van rozen is,“ bovengenoemd Stedelijk. „Door te begrijpen hoe de hersenen dit doen, kunnen wij dit mechanisme op andere die problemen dan toepassen door de hersenen.“ onder ogen worden gezien
De Onderzoekers zetten dit mechanisme in een algoritme om en de gebruikte computer modellering aan verder toont aan dat de dynamische connectiviteit het om zich gemakkelijker maakt tussen stimuli te identificeren en te onderscheiden door het contrast te verbeteren, of scherpte, van de stimuli, onafhankelijk van de ruimtepatronen van de actieve neuronen. Dit algoritme staat onderzoekers toe om de toepasselijkheid van het mechanisme op ander gebied van de hersenen te tonen waar de gelijkaardige remmende aanslutingen wijdverspreid zijn. Bijvoorbeeld, pasten de onderzoekers het algoritme op een onscherp beeld toe en die het beeld leek en in scherper contrast wordt geraffineerd.
http://www.cmu.edu/