مجله اکتیو:آموزش مهارت های فردی و اجتماعی

مهندسی دقیق neuroengineering قادر به بازتولید توابع پیچیده مغزی در شرایط آزمایشگاهی است –

هم اکنون مقالات سلامت روان را در سایت دنیای خوب زندگی میخوانید.این مقالات برگرفته از منابع خارجی و روز می باشد و توسط این سایت ترجمه و برای شما سروران گرامی نمایش داده می شود.میتوانید نظرات و پیشنهادات و انتقادات خود را از طریق فرم ارسال نظرات در انتهای این مقاله برای دوستان خود به اشتراک بگذارید شاد و پیروز باشید.

یکی از مهمترین و شگفت انگیزترین ویژگیهای مغز، توانایی آن است که اتصالات را به صورت پویا برای پردازش مجدد و به درستی به محرک ها پاسخ دهد. محققان دانشگاه توهوکو (شنایا، ژاپن) و دانشگاه بارسلونا با استفاده از ابزارهای نوروژنیزاسیون، مدارهای عصبی in vitro را تولید کرده اند که ظرفیت جداسازی و ادغام مدارهای مغز را بازتولید می کنند و به محققان اجازه می دهد کلید های بازنگری پویا را درک کنند. این مطالعه در سایت منتشر شده است پیشرفت علم.

تغییر شکل پویا به معنای تقویت یا تضعیف اتصالات با افزایش یا کاهش فعالیت عصبی است. در مغز، افزایش انسجام مدارهای نورونی به عنوان یکپارچگی شناخته می شود و کاهش به عنوان جدایی شناخته می شود. “این مطالعه نشان می دهد اهمیت سازمان مدولار برای به حداکثر رساندن انعطاف پذیری یک مدار عصبی نشان می دهد و همچنین پتانسیل ابزار های in vitro و مدل های بیوفیزیکی را برای پیشرفت در درک پدیده های جمعی در چنین سیستم پیچیده جادویی و غنی مانند مغز نشان می دهد” جوردی سوریهو، محقق در موسسه سیستم های مجتمع UB (UBICS) و همکارانش، می گوید:

یکپارچگی با تبادل سریع اطلاعات بین مدارهای مختلف و دوردست ارتباط دارد، در حالی که جداسازی با پردازش اطلاعات در مدارهای محلی مرتبط است. مغز از یک حالت جداگانه به حالت یکپارچه بسته به ماهیت و قدرت محرک ها می رود. پیکربندی مجدد پویا از ایجاد و نابود کردن اتصالات فیزیکی اجتناب می کند، یک استراتژی به عنوان غیرمستقیم به عنوان انرژی پر هزینه. بنابراین، محرک هایی که از طریق بینایی، شنوایی و بوی وارد می شوند، به شیوه ای جداگانه در قشر مغزی به طور کامل یا به طور کامل با توجه به نیازها ادغام می شوند. در حالی که ما فیلم را تماشا می کنیم، تصاویر و صداها را ادغام می کنیم، بوی ها و سایر محرک ها را نادیده می گیریم. با این حال، هنگامی که متوجه بوی چیزی می شویم، مغز وارد حالت هشدار می شود تا ما تمام اطلاعات موجود برای تصمیم گیری سریع را ادغام و تجزیه و تحلیل کنیم.

با وجود اهمیت ادغام و جداسازی، مکانیسم های بیوفیزیکی مرتبط با بازسازی پویا هنوز کاملا درک نشده است. همچنین یکی دیگر از عناصر ناشناخته، حساسیت قابلیت ادغام-تفکیک پذیری در ارتباط با میزان ارتباط فیزیکی موجود بین مناطق مغزی است.

مدل مغز in vitro محققان چهار مؤلفه متصل به یکدیگر را تشکیل می دهند. هر یک از ماژول ها یک مدار ویژه عصبی را نشان می دهد (مثلا دیدن یا شنیدن). این چهار ماژول با پروتئین های چسبنده و مواد مغذی که نورون ها در آن رشد می کنند پوشانده شده اند. این نورونها در داخل یک ماژول و با نورونهای دیگر در دیگر ماژول ها متصل می شوند. مهندسی دقیق عصبی اجازه می دهد تا کنترل اتصالات را که از یک ماژول به یک دیگر منتقل می شود، و به همین ترتیب، امکان تنظیم سطح جابجایی فیزیکی بین ماژول ها را فراهم می کند. محرک ها در این مدل با فعال سازی های خود به خودی عصبی ارتباط دارند.

محققان با استفاده از تصویربرداری از جذب کلسیم فلورسانس برای تشخیص فعال سازی عصبی توانایی مدار را برای انطباق یا جدا کردن خود به خود بسته به سطح ارتباط بین ماژول ها و سایر عوامل مطالعه کردند. “آنچه که مشاهده کردیم این است که مدار هنگامی که تعداد اتصالات بین ماژول ها بیش از حد بزرگ و یا خیلی کوچک است، مدار کاملا یکپارچه و یا جدا شده است. مدار بهینه این است که در آن چهار ماژول اتصال به درستی زیر حداقل برای ادغام هستند، به طوری که پالس های فعالیت عصبی به طور کافی تقویت ارتباطات و یکپارچگی کامل است.در واقع این مدار بهینه به صورت خود به خود فعال می شود – در یک رژیم که در آن ادغام و جداسازی همزیستی می شود کار می کند. البته دینامیک مشاهده شده هنوز از پیچیدگی مغز واقعی دور است اما ما توانستیم هیدکی یاماموتو، محقق در دانشگاه توکوک، می گوید: “درک مکانیسم های اساسی شکل دادن مغز دینامیک مغز”.

این مطالعه توسط Ayumi Hirano-Iwata و Hideaki Yamamoto از دانشگاه Tohoku (ژاپن) و Jordi Soriano از دانشگاه بارسلونا (اسپانیا) رهبری شده است، با Shigeo Sato و Hisanao Akima (دانشگاه Tohoku)، Michio Niwano (Tohoku Fukushi دانشگاه Takashi Tanii (دانشگاه وادا)، Shigera Kubota (دانشگاه یاماگاتا) و سارا تلر (دانشگاه بارسلونا).

منبع این مقاله:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه بارسلونا. توجه: محتوا را می توان برای سبک و طول ویرایش کرد.

.
گردآوری و ترجمه:بخش سلامت روان دنیای خوب زندگی
منبع:sciencedaily.com

مرور بیشتر...

0

دیدگاهی بنویسید

ایمیل شما منتشر نخواهد شدفیلد های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

9 − پنج =