Forskare från Centrera för den Neural Basen av Kognition (CNBC), ett gemensamt projekterar av den Carnegie Mellon Universitetar, och Universitetar av Pittsburgh, har för den första tiden som beskrivas en mekanism som kallas ”dynamisk connectivity,” i vilket neuronal går runt läggs in nya ledningar ”på - - flugan” som låter stimuli keenly avkännas.
han bearbetar beskrivas i ett pappers- i Januari 2008 utfärdar av NaturNeuroscience, och tillgängligt direktanslutet på http://dx.doi.org/10.1038/nn2030.
Denna nya, biologically inspirerade algoritm för analysering av hjärnan på arbete låter forskare förklara därför, när vi märker en doft, hjärnan kan snabbt sortera matar in och bestämmer igenom exakt vad den lukt är.
”Om du funderare av hjärnnågot liknande en dator, därefter anslutningarna mellan neurons är lik programvaran att hjärnan är rinnande. Vårt arbete visar att denna biologiska programvara ändras snabbt som en fungera av sorten av matar in, att systemet mottar,” sade Nathan Urban, förbunden professor av biologiska vetenskaper på Carnegie Mellon.
När en stimulus liksom en lukt möts, startar många neurons att avfyra. När många neurons avfyrar samtidigt, signalerar kan vara svårt för att hjärnan ska att tolka. Under sidohämning överför de stimulerade neuronsna ”vapenvila” meddelanden till de neighboring neuronsna som är förminskande stoja och danandet det som är lättare exakt att identifiera en stimulus. Detta processaa gör också exakt erkännande av stimuli i många sensoriska områden av hjärnan lättare.
I detta projektera, Urban, och kollegor undersöker specifikt det processaa av sidohämning i ett område av hjärnan som kallas den olfactory kulan, som är ansvariga för att bearbeta dofter. Till nu tänkte forskare att anslutningarna som gjordes av neuronsna i den olfactory kulan dikterades av anatomi och kunde endast ändra långsamt.
Emellertid i denna strömstudie, grundar Urban och kollegor att anslutningarna är, i faktumet som inte är fastställdt men ganska kompetent att ändra dynamiskt som svar på närmare detalj mönstrar av stimuli. I deras experiment grundar de att, när excitatory neurons i den olfactory kulan avfyrar i korrelerad, dana, detta bestämmer hur de förbinds funktionellt.
Forskarna visade att dynamisk connectivity låter sidohämning förhöjas, när ett stort nummer av neurons reagerar initialt till en stimulus och att filtrera ut stojar från andra neurons. Genom att filtrera ut stoja, kan stimulusen klarare kännas igen och avskiljas från andra liknande stimuli.
”Hjälper Denna mekanism att förklara därför du kan gå in i ett rum och känna igen en lukt som verkar för att vara blom-. Som du fortsätter för att lukta lukten, börjar du att känna igen, att doften är sannerligen blommor och även är specifikt doften av ro,” Urban sade. ”Vid överenskommelse, hur hjärnan gör denna, kan vi därefter applicera denna mekanism till andra problem som vändas mot av hjärnan.”,
Forskare konverterade denna mekanism in i en algoritm och en använd dator som modellerar vidare för att visa att dynamisk connectivity gör det lättare att identifiera och diskriminera mellan stimuli genom att förhöja kontrasten, eller skärpa, av stimulina, vilden av det rumsligt mönstrar av aktivneuronsna. Denna algoritm låter forskare visa användbarheten av mekanismen i andra områden av hjärnan var liknande inhibitory anslutningar är utbredda. Till exempel applicerade forskarna algoritmen till ett oskarpt föreställer, och föreställa verkade förädlad och i skarpare kontrast.
http://www.cmu.edu/