Elkészült az ideghálózat virtuális modellje
Svájci kutatók az agykéreg mikroáramköreinek virtuális felépítésével azonosították azokat a kulcsfontosságú elveket, melyek meghatározzák az idegsejtek közti kapcsolódásokat. Az eredmény segítségével közelebb kerültek egy mesterséges agy megalkotásához.
Az idegsejtekkel foglalkozó kutatások egyik legnagyobb kihívása az idegsejtek közti kapcsolódások hálózatának azonosítása; ezekből lehet arra következtetni, hogy az agyon belül miként áramlik az információ. A most megismert elvek segítségével megjósolhatóvá válik a kapcsolódási pontok, azaz a szinopszisok helye az agy neokortexében, amely a homloklebeny legfejlettebb része. Henry Markram, a projekt vezetője elmagyarázta, hogy alapvető áttörésről van szó, mert egyébként évtizedekig, ha nem évszázadokig tartana feltérképezni minden egyes szinapszis helyét az agyban, ráadásul a mostani eljárás alaposan megkönnyíti számukra a pontos modellek építését.
A kutatók a kérgi mikroáramkörök virtuális felépítésekor azt vizsgálták, hogy hol találkoznak egymással a neuronok elágazásai. Nagy meglepetésükre kiderült, hogy a modellben talált helyek 75-95 százalékos pontossággal megegyeztek a valós agyi áramkörök szinapszisainak helyével. Ez azt jelenti, hogy az idegsejtek annyira függetlenül növekednek egymástól, amennyire csak fizikailag lehetséges, és főként ott hoznak létre kapcsolódási pontokat, szinapszisokat, ahol eközben véletlenszerűen egymásba ütköznek. Rábukkantak néhány kivételre is, ami arra utal, hogy speciális esetekben az idegsejtek kémiai szignálokat használnak, hogy megváltoztassák a statisztikai jellegű kapcsolódást.
Szuperszámítógéppel modellezett neuronhálózat
Mindezek ismeretében a Blue Brain munkacsoport közel tökéletes jóslást tud adni az áramkörben lévő kapcsolódási pontok helyére. A munkához szükséges virtuális kérgi mikroáramkört az IBM nagy teljesítményű Blue Gene szuperszámítógépén 3D-s modell formájában hozták létre, neuronról neuronra építve fel az ideghálózatot. A modell körülbelül tízezer virtuális idegsejtből épült fel; a neuronok helye véletlenszerű volt, de sűrűségük megfelelt az élő szövetek morfológiai típusainak.
A felfedezés azt is megmagyarázza, hogy miként képes ellenállni az agy a károsodásnak, és arra utal, hogy adott fajon belül a szinapszisok helye minden egyes egyed agyában inkább tekinthető hasonlónak, mint eltérőnek. Az EurekAlert című amerikai tudományos portál szerint a tanulmány jelentősen felgyorsítja az utat, amíg a kutatók eljutnak az idegrendszer részletes modelljének megalkotásához.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
