24 марта 2019, воскресенье, 07:49
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Построена трехмерная модель связей гиппокампа

3D-модель гиппокампа крысы
3D-модель гиппокампа крысы
M. Pyka

В этом году премию по физиологии и медицине дали за раскрытие механизмов того, как гиппокамп строит карту местности. Примерно в то же время увидела свет работа, в которой ученые построили трехмерную карту гиппокампа.

Когда говорят о моделировании мозга или его участков, чаще всего имеют в виду симуляцию работы конкретных нейронов или их групп. Такие модели учитывают, как часто нервные клетки посылают импульсы, как выглядят последовательности из этих импульсов и как они влияют на окружающие клетки. Как правило, подобные схемы строят для очень небольших групп нейронов, и взаимное расположение элементов при этом никак не учитывают. Анатомические модели мозга не так популярны. Во-первых, о строении мозга на уровне бугорков, впадин, извилин и борозд мы знаем достаточно много. Во-вторых, эта информация не добавляет почти никаких сведений о функционировании органа.

Что действительно помогло бы понять работу мозга, так это знание того, как связаны в нем отдельные клетки, где располагаются их синапсы и по каким правилам они действуют. Однако число нейронов слишком велико, чтобы в обозримом будущем полностью рассчитать, какие клетки в мозге соединены друг с другом, и каким образом.

Ученые из Рурского университета в Бохуме предложили модель, которая даёт верные представления об анатомическом строении гиппокампа и в то же время учитывает его внутренние и внешние связи. Свой подход к описанию гиппокампа исследователи назвали параметрическим анатомическим моделированием — parametric anatomic modelling, сокращенно PAM. Результаты тестирования этой методики они изложили в журнале Frontiers in Neuroscience.

Главный козырь PAM — построение карты гиппокампа и его связей на основе нескольких методов сразу. Всю исследуемую область разрезают на множество двухмерных слоев, для каждого из которых анализируют внешние и внутренние связи нейронов, их топологию, а также вероятности того, что два случайно выбранных отростка клеток окажутся соединёнными друг с другом. Техника позволяет преобразовывать координаты найденных связей из одной системы в другую. Теоретически в моделях на основе PAM можно учитывать и сведения о том, где какой ген в гиппокампе наиболее активен, благо работ по этой тематике вышло немало. За счет такого всеобъемлющего анализа модель получается точной не только в плане электрических свойств связей нейронов, но и с точки зрения анатомии.

Конечно, подход PAM можно использовать не только для гиппокампа. Однако пока больше всего результатов принесло моделирование именно этой части мозга. Когда учёные запустили программу стимуляции виртуальной схемы гиппокампа, оказалось, что задержка при передаче сигнала от одной зоны гиппокампа к другой по времени очень близка к периодичности тета-ритма. Тета-ритм — основной в работе этого отдела мозга. Он выделяется на электроэнцефалограмме спящих людей и животных (но только в фазе быстрого сна) и тех, кто сильно сосредоточен на конкретной задаче. Таким образом, модель оказалась точной в плане физиологии.

Модели, созданные с помощью нового метода, пока что не дают полной информации обо всех синапсах конкретных областей мозга. К тому же, большой объем данных, нужных для работы PAM, сложнее обработать, чем данные для традиционных методик. Тем не менее, соединить чисто "информатические" нейронные сети и анатомические данные — подход, полезный и для нейроинформатиков, и для морфологов.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Древний Египет Западная Африка Латинская Америка Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.