این فناوری اتصالات عصبی مغز را ترسیم می کند
به گزارش سیناپرس، حافظه و یادگیری فرآیندهای ذهنی اساسی هستند. یادگیری مستلزم کسب دانش جدید یا تثبیت دانش های از قبل به دست آمده است، در حالی که حافظه بیشتر با تغییرات رفتاری ناشی از یادگیری شناخته می شود.
هر دوی این پدیده‌های عصبی روان شناختی مرتبط به هم توسط هزاران ماده عصبی- بیولوژیکی – پروتئین‌ها و یون‌ها – انجام می شوند که در سیناپس به این سو و آن سو حرکت می کنند. سیناپس فضای بسیار کوچکی در حدود یک میکرون است که در آن مولکول های عصبی زیست شناختی اطلاعات را منتقل می کنند.
برای مدت طولانی، این مفاهیم – تعامل ماده انتقال دهنده عصبی و پایانه های عصبی – نسبتاً مبهم باقی مانده اند، اما پیشرفت های اخیر در فناوری به دانشمندان دیدگاهی تازه از فعالیت سلول های مغز داده است. برای حل معماهای چگونگی یادگیری و حافظه، این ابزار جدید که توسط دانشمندان جانز هاپکینز ساخته شده است ممکن است در واقع تغییر دهنده بازی در درک ما از نحوه عملکرد حافظه و یادگیری باشد.
دکتر ریچارد هاگنیر (Richard Huganir) استاد برجسته علوم اعصاب و روانشناسی و مغز بلومبرگ در دانشگاه جانز هاپکینز گفت که پیش از این، تصویربرداری از میلیون ها سیناپس در سیستم عصبی یک داستان علمی تخیلی بود، اما اکنون داستان به واقعیت تبدیل شده است.
برای مطالعه عملکرد سیناپس ها، در گذشته، دانشمندان مجبور بودند تعداد محدودی از سیناپس ها را در مناطق منتخب مغز یا سلول های مغزی را در آزمایشگاه کشت کنند و سپس به دنبال افزایش یا کاهش تعداد مواد خاص در سراسر سیناپس باشند. به گزارش سیناپرس، اگر این ابزار جدید نهایی شود، با تجسم سیناپس ها در سراسر مغز، دوران دیگری از تصویربرداری عصبی را آغاز می کند. دانشمندان تمام پروتئین گلوتامات AMPA در مغز را با قرار دادن یک ژن خاص GRIA1 در توالی دی ان ای موش های مهندسی ژنتیکی شده برچسب گذاری کردند، این مانور تمام پروتئین گلوتامات AMPA را به رنگ سبز نشان داد.
انتخاب گلوتامات AMPA به این دلیل بود که گیرنده های آن در همه جا حاضر و در مغز متعدد بودند. نورون ها وقتی برانگیخته می شوند، پروتئین های گلوتامات AMPA ترشح می کنند که با یک سیگنال سبز روشن تر به تدریج متوجه می شوند. سیگنال سبز محل دقیق تمام گیرنده های AMPA در مغز را نشان داد.
پس از آن، دانشمندان سعی کردند با استفاده از ابزار جدید، عملکرد سیناپس را درک کنند، بنابراین آنها هر سبیل موش را تغییر دادند و به دنبال سیناپس هایی بودند که سبز می درخشیدند و درجه روشنایی درخشش سبز. در پایان، ۶۰۰ هزار سیناپس درخشان کشف شد که روشنایی آنها منعکس کننده شدت پاسخ گیرنده AMPA بود.
به گزارش سیناپرس، به نظر می رسد این فناوری به گسترش دانش ما در مورد چگونگی تأثیر شرایط و فرآیندهای بیماری های مختلف مانند آلزایمر، پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، اوتیسم و غیره بر عملکرد سیناپس کمک خواهد کرد.
علاوه بر این، دانشمندان پس از تحقیقات گسترده در مورد یادگیری و رفتار موش می توانند چیزهایی را کشف کنند که می تواند حافظه و یادگیری انسان را بهبود بخشد.
به گفته هاگنیر، کار برای ایجاد فناوری یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در حال انجام است که الگوریتم هایی را ایجاد می کند که به طور خودکار تمام سیناپس های درخشان و رفتار آنها را شناسایی کند.
مترجم: یوسف دراوی زاده
منبع: gilmorehealth
