Егжей-тегжейлі картасы синапсов ми приоткрыла жабын үстінен тақырыптық ойлау

елестетіп Көріңізші картаға әрбір жұлдыз " галактика. Картасын соншалықты егжей-тегжейлі, бұл онда көрсетілген ретінде көрінеді әрбір жұлдыз, неден тұрады, қандай басқа жұлдыз байланысты ұлы заңдарында физика космоса. Бірақ біз әзірге жоқ мұндай астрономиялық карталар небес арқасында монументальному зерттеу жарияланған өткен аптада Neuron, бізде пайда болды мұндай карта ми.

Егер әрбір нейрон болды галактикой, синапсы — шағын құрылымдар нүктелері рассыпаные бойында змеевидных жалғастыру нейрондық, бұл жұлдыз. Ғалымдар тобы Эдинбург университеті Ұлыбритания салып, бірінші егжей-тегжейлі картасын әрбір синапса ми тышқан.

Карта, мидың кілті загадке ойлау

Пайдалана отырып, генетикалық түрлендірілген тышқандар, ғалымдар сөзбе мәжбүр етті әрбір синапс загораться астында флуоресцентным жарықпен бүкіл ми, меніңше, аспандағы жұлдыздар. Және, конденсаторы, жұлдыз ерекшеленеді бір-бірінен, ғалымдар, синапсы өте алуан түрлі, бірақ сақталады заңдылықтары, олар жұмысын қолдау жад және ойлау.

"адами миы көп синапсов қарағанда, жұлдыздар галактика. Ми — ең күрделі объект, бізге белгілі, түсіну және оның қосылыстары деңгейде болады маңызды қадам алға ашуда оның жұмбақтар", - дейді жетекші авторы доктор Сет Грант Орталығының клиникалық ми туралы ғылым.

егжей-Тегжейлі картасын көрсетті іргелі заңы белсенділігін ми. Көмегімен машиналық оқыту ғалымдар командасы өзара бөлісті шамамен бір миллиард синапсов бүкіл ми 37 санаттағы түрі бойынша. Міне өйткені мәні неде: жинақтар нейрондық алады электр ақпаратты, мысалы, таңдау әр түрлі шешімдерімен мәселелері, бірегей подтипы синапсов, разбросанные арасында түрлі нейрондық, бірауыздан искрятся белсенділігі.

Басқа сөздермен айтқанда, синапсы әртүрлі типтері. Және әрбір түрі бақылай алады ойы, шешімі немесе воспоминание.

бұл нейробиологи жетті жұмысын өте оң.

"Вау", деді Бен Сандерс Университетінің Миннесота.

Бұл "ғажайып-бап, каталогизирующая алуан түрлілігі және бөлу подтипов синапса бүкіл ми тышқан", деп жазады нейрогенетик Кевин Митчелл. Бұл көрсетеді фактісі синапсы — бұл түйін есептеу элементтері жүйке жүйесінің".

Біріктіру коннектомы

Қызығушылығын ғалымдардың құру "синаптомы" — тұтас каталог синапсов ми тышқандар — шықты әлдеқайда үлкен жоба: коннектомы.

Егер қысқаша айтар болсақ, коннектома — бұл барлық нейрондық қосылыстар ішінде. Dr ретінде Себастьян Сьюнг, коннектома — бұл биологиялық базис қатар, сіз кім — сіздің естеліктер, жеке, сіздің ой мен ойлау. Поймайте коннектому — және бір күні ғалымдарымыздың сіз қалпына келтіру кезінде көмек эмуляции жатыр бүтін ми.

дегенмен, коннектома сипаттайды ғана болса, нейрондық функционалдық сөйлеседі бір-бірімен. Мұнда мидағы бұл жұмбақ түрінде беріледі түрі.

бұл ойын күшіне синапсы. Нейробиологам бұрыннан белгілі синапсы береді ақпаратты нейрондық арасындағы пайдалана отырып, химиялық заттар және электр. Сондай-ақ осы анықтамаға деп синапсы қатты ерекшеленеді байланысты белоктар құрамында, бірақ бұл айырмашылық обыкновенно менсінбей келген. Жақын уақытқа дейін, көптеген ғалымдардың ойынша, бұл нақты есеп айырысу күнінде нейронном теле — луковичной бөлігі нейрон, оның шығады тармақталуы.

әлі күнге Дейін ешқандай жолы көзқараспен морфологиясы мен функциясын синапсов бүкіл ми, түсіндіреді авторлар. Әдетте біз бағытталды салыстыру осы маңызды нүктелерін қосылыстар шағын облыстарында.

"Картасын синаптомы пайдалануға болады түсіну үшін, байланысты ма кеңістіктік бөлу синапсов сәулетімен коннектомы", деп санайды ғалымдар.

егер, болашақ эмуляторы ми табады, ақыр соңында, нүкте тіректері.

Карта синаптомы

салу Үшін синаптому тышқандар, авторлар әзірлеген жоспары атты SYNMAP. Олар бастады генетикалық түрлендірілген тышқандар, синапсы светились әр түрлі түстермен. Әрбір синапс тығыз жинақталды, әр түрлі ақуыз, олардың арасында PSD-95 және SAP102 — ең танымал мырзалар. Қорықпаңыз атаулары. Авторлар деп оларға жарқырайтын белоктар, рөліне фонариков, подсвечивающих әрбір синапс в ми.

жалпы, алдымен ғалымдар өзгертті биология тышқандар, мәжбүрлеу арқылы оның синапсы светиться астында флуоресцентным керек.

содан Кейін олар тынымсыз нарезали ми-на тілімдерді, микроскоп пайдаланды түсіру үшін синапсов әр-түрлі ми мен фотосуреттерін бірге.

Сурет синапсов ескертеді неопытному көзде тығыз буып-түйілген жетістікке барар карта — . Жіктеу әр синапса шеңберінен шығып қабілетін (және уақыт) кез келген адам, сондықтан ғалымдар қолданған жаңа әдістерін жіктеу көмегімен машиналық оқыту және әзірледік алгоритмі, парсит бұл деректер — 10 терабайтов — автоматты түрде, бюджетті қажет етпей-бұл қадағалау.

Дене коннектома

Әуелі ғалымдарды таң қалдырды "айқын" схемасын жылтыраған синапсов. Бір tagged ақуыз — PSD-95 — көрінген, тусовался неғұрлым орталығынан алыс орналасқан бөліктерінде ми, қайда ағады жоғары танымдық функциясы. Дегенмен облысы жабылады, басқа жарқыраған белок көреді көп облыстардың ішкі ми.

жақын тексеру Кезінде белгілі болғандай, екі жарқырайтын ақуыз ұсынады әр түрлі жиынтықтары синапсов түсіндіріп, авторлары. Әрбір облысы ми бар характерную"сигнатуру синаптомы". Тәріздес саусақ, ерекшеленетін түрі мен мөлшерімен, әртүрлі облысының ми ұқсайды қамтиды синапсы ерекшеленетін құрамы бойынша белок, мөлшері мен саны.

Пайдалана отырып, арнайы әзірленген алгоритмі машиналық оқыту, ғалымдар классифицировали синапсы 37 подтипов. Атап облысында ми байланысты неғұрлым жоғары қабілеттері ой жүгірту және ойлау, сондай-ақ өгей ең әр түрлі популяциясына синапсов, ал "ми рептилиялар", - неғұрлым біртекті мазмұнында синапсов.

көруге көмектеседі ма түрлілігі синапсов өңдеу ақпарат, ғалымдар қолданды компьютерлік модельдеу, көрсету, синапсы жауап береді қарапайым электрлік схеманы гиппокамп үшін — ми үшін маңызды оқыту және жад. Гиппокамп — бұл облыстардың бірі көрсетіп жатқан поразительное алуан подтипах синапсов.

Бұл маңызды болып табылады әрбір түрін өңдеу электр ақпарат беріледі бірегей картасын синаптомы — өзгертіңіз енгізу, өзгереді синаптома.

Бұл миы өңдей алады множественную электр ақпаратты пайдалана отырып, бір ми, өйткені кәдеге әр түрлі синаптомы.

Ғалымдар жарқанатқа ұқсас нәтижелері, қашан жазып, электр схемалары ми тышқандар тырысатын таңдау арасында үш бар марапаттар. Әр түрлі синаптомы зажигались кезде таңдау болды дұрыс немесе дұрыс емес. Өзбектерде картада ішкі ойлау, синаптомы сурет салатын жарқын бейнесін қатар, қорқып, тышқан, таңдау жасай отырып.

Әрбір мінез-құлық қосса жеке синаптому. Әрбір синаптома — бұл бірегей слепок мыслительного.

Перепрограммирование синаптомы

және компьютерлік коды, синаптома, сірә, негізі есептеу нәтижесі — шешім немесе ой. Бұл, егер өзгерту бұл код?

Психиатриялық аурулары көбінесе бар генетикалық себептері, әсер ететін ақуыздар синапсе. Пайдалана отырып, тышқандар, олар көрсетті симптомдары ұқсас с шизофрениямен немесе аутизм, ғалымдар құрады карталар, олардың синаптом — анықтадық түбегейлі өзгерістер, структурируются және біріктіріледі түрлі подтипы синапсов ми.

Мысалы, бар қарапайым электр схемасын, мидың кейбір синаптические картасы проявлялись әлсіз, басқа да ойынының өте күшті у мутантты тышқандар. Мутациялар могут менять синаптому және әлеуетті әкеледі психиаторлық бұзылыстарына. Яғни, кейбір психиатриялық аурулары "перепрограммируют" синаптому. Қатты немесе жай ғана жаңа карталар синаптомы мүмкін себебі пациенттер шизофрениямен бастан адасу мен елестер.

Бұл сіз — бұл сіздің синаптома?

Мүмкін. Мәні — естеліктер, ой — меніңше, запечатлевается қалай есептеп жазылады да белсендіріледі түрлі синапсы бар енгізу. Словно саусақ іздерін, синаптому еді оқып шығу үшін таратып жазу, не туралы ойлайсыз. Алайда, бұл зерттеу — тек басы ғана. Нейробиологам әлі талдау қиын арасындағы байланыс синапсами және сіз.

"Бұл карта ашады көптеген жаңа бағыттарды зерттеу керек өзгерте біздің түсіну мінез-құлық және аурулар ми", дейді Грант.