{"version":"1.0","provider_name":"Tudom\u00e1ny","provider_url":"https:\/\/tudomany.cafeblog.hu","author_name":"Janguli","author_url":"https:\/\/tudomany.cafeblog.hu\/author\/janguli\/","title":"K\u00e9k Agy 2012.","html":"

<\/h3>\n

Az idegtudom\u00e1ny egyik legnagyobb kih\u00edv\u00e1sa, hogy felt\u00e9rk\u00e9pezze az idegsejtek k\u00f6z\u00f6tt l\u00e9trej\u00f6v\u0151 szinaptikus kapcsolatokat.\u00a0<\/span><\/p>\n

A \"konnektom\", azaz a neuronok (idegsejtek)\u00a0k\u00f6z\u00f6tt l\u00e9trej\u00f6v\u0151 kapcsolatok (szinapszisok) t\u00e9rk\u00e9pe az idegtudom\u00e1ny Szent Gr\u00e1lja,<\/span> <\/strong>amely megvil\u00e1g\u00edtan\u00e1 az agyban zajl\u00f3 inform\u00e1ci\u00f3\u00e1raml\u00e1st. Jelenleg m\u00e9g nagyon messze vagyunk egy ilyen t\u00e9rk\u00e9pt\u0151l, de az Amerikai Tudom\u00e1nyos Akad\u00e9mia foly\u00f3irat\u00e1ban (PNAS) megjelent nagy jelent\u0151s\u00e9g\u0171 cikk k\u00f6zelebb visz\u00a0a megval\u00f3s\u00edt\u00e1s\u00e1hoz.<\/p>\n

A sv\u00e1jci\u00a0Ecole Polytechnique F\u00e9d\u00e9rale de Lausanne\u00a0(EPFL) int\u00e9zetben foly\u00f3\u00a0Blue Brain Project<\/a>\u00a0(BBP) keret\u00e9ben siker\u00fclt meghat\u00e1rozni azokat az alapelveket, amelyek meghat\u00e1rozz\u00e1k az idegi \u00f6sszek\u00f6ttet\u00e9sek (szinapszisok) kialakul\u00e1s\u00e1t.<\/span><\/strong> Ehhez virtu\u00e1lisan rekonstru\u00e1ltak egy k\u00e9regbeli mikro\u00e1ramk\u00f6rt, \u00e9s \u00f6sszehasonl\u00edtott\u00e1k egy eml\u0151sb\u0151l sz\u00e1rmaz\u00f3 mint\u00e1val. Az alapelvek ismerete most m\u00e1r lehet\u0151v\u00e9 teszi, hogy megj\u00f3solj\u00e1k a szinapszisok hely\u00e9t<\/span> <\/strong>az agyk\u00e9reg magasabb rend\u0171 idegfunkci\u00f3i\u00e9rt felel\u0151s r\u00e9sz\u00e9ben, a neokortexben.<\/p>\n

\"Ez igen nagy \u00e1tt\u00f6r\u00e9s,<\/span><\/strong> mivel egy\u00e9bk\u00e9nt \u00e9vtizedekig, ha nem \u00e9vsz\u00e1zadokig tartana felt\u00e9rk\u00e9pezni minden egyes szinapszis hely\u00e9t az agyban, \u00e9s mostant\u00f3l jelent\u0151sen megk\u00f6nny\u00edti a pontos modellek k\u00e9sz\u00edt\u00e9s\u00e9t is\" - mondta Henry Markram.<\/p>\n

<\/p>\n

Az idegtudom\u00e1ny egyik r\u00e9g\u00f3ta kutatott rejt\u00e9lye, hogy vajon valamennyi neuron egym\u00e1st\u00f3l f\u00fcggetlen\u00fcl n\u00f6vekszik-e, \u00e9s a sejtek csak megragadj\u00e1k azt, amit el\u00e9rnek (amikor ny\u00falv\u00e1nyaik egym\u00e1sba \u00fctk\u00f6znek), vagy pedig minden egyes neuron ny\u00falv\u00e1nyait specifikus k\u00e9miai jelek vezetik, hogy megtal\u00e1lj\u00e1k a c\u00e9lpontjaikat.<\/span> <\/strong>A rejt\u00e9ly megold\u00e1s\u00e1hoz a kutat\u00f3k megvizsg\u00e1lt\u00e1k a k\u00e9rgi mikro\u00e1ramk\u00f6r virtu\u00e1lis rekonstrukci\u00f3j\u00e1t, hogy l\u00e1ss\u00e1k, hol \u00fctk\u00f6znek egym\u00e1sba a ny\u00falv\u00e1nyok. Nagy meglepet\u00e9s\u00fckre azt tapasztalt\u00e1k, hogy a modellben tal\u00e1lhat\u00f3 helyek 75-95 sz\u00e1zal\u00e9kos pontoss\u00e1ggal megegyeztek a megfelel\u0151 val\u00f3di agyi \u00e1ramk\u00f6rben tal\u00e1lhat\u00f3 szinapszisok\u00e9ival.<\/span><\/p>\n

Ez azt jelenti, hogy a neuronok annyira f\u00fcggetlen\u00fcl n\u00f6vekszenek egym\u00e1st\u00f3l, amennyire fizikailag ez lehets\u00e9ges, \u00e9s az esetek z\u00f6m\u00e9ben ott hoznak l\u00e9tre szinapszisokat, ahol v\u00e9letlenszer\u0171en egym\u00e1sba \u00fctk\u00f6znek. Felfedeztek azonban n\u00e9h\u00e1ny kiv\u00e9telt is. Egyes k\u00fcl\u00f6nleges esetekben a neuronok \u00e1ltal haszn\u00e1lt jelz\u00e9sek megv\u00e1ltoztatj\u00e1k a statisztikailag val\u00f3sz\u00edn\u0171s\u00edtett \u00f6sszekapcsolhat\u00f3s\u00e1got.<\/span><\/strong> Ezeket a kiv\u00e9teleket is sz\u00e1m\u00edt\u00e1sba v\u00e9ve a Blue Brain csoport most m\u00e1r szinte t\u00f6k\u00e9letesen k\u00e9pes el\u0151rejelezni az \u00e1ramk\u00f6r\u00f6n bel\u00fcl kialakul\u00f3 valamennyi szinapszis helyzet\u00e9t.<\/p>\n

Virtu\u00e1lis rekonstrukci\u00f3<\/span><\/strong><\/p>\n

A virtu\u00e1lis agyk\u00e9rgi mikro\u00e1ramk\u00f6r rekonstrukci\u00f3j\u00e1hoz\u00a0\u00e9l\u0151 agysz\u00f6vetb\u0151l k\u00e9sz\u00fclt metszeteken v\u00e9gzett, r\u00e9szletekbe men\u0151 k\u00eds\u00e9rletekb\u0151l 20 \u00e9v alatt felgy\u00fclemlett adatokat haszn\u00e1ltak fel. Ez a p\u00e1ratlan adatb\u00e1zis tartalmazza a neuronok geometriai \u00e9s elektromos saj\u00e1toss\u00e1gait. Az \u00e1ramk\u00f6rben l\u00e9v\u0151 minden egyes neuronnak elk\u00e9sz\u00edtett\u00e9k a h\u00e1romdimenzi\u00f3s modellj\u00e9t egy Blue Gene szuperkomputerrel.<\/span><\/strong> Mintegy 10 000 virtu\u00e1lis neuront helyeztek el random poz\u00edci\u00f3ba a h\u00e1romdimenzi\u00f3s t\u00e9rben a megfelel\u0151 \u00e9l\u0151 sz\u00f6vetben tal\u00e1lhat\u00f3 s\u0171r\u0171s\u00e9gben \u00e9s morfol\u00f3giai ar\u00e1nyban. A kutat\u00f3k ezut\u00e1n ellenpr\u00f3bak\u00e9nt \u00f6sszehasonl\u00edtott\u00e1k a modellt egy val\u00f3di eml\u0151s agyb\u00f3l sz\u00e1rmaz\u00f3 agyi kapcsol\u00f3d\u00e1s-rendszerrel.<\/p>\n

Nagy l\u00e9p\u00e9s a pontos agymodellek fel\u00e9<\/strong><\/span><\/p>\n

A felfedez\u00e9s azt is megmagyar\u00e1zza, hogy mi\u00e9rt k\u00e9pes az agy elviselni a k\u00e1rosod\u00e1st, \u00e9s azt is megmutatja, hogy az ugyanabba a fajba tartoz\u00f3 \u00e9l\u0151l\u00e9ny valamennyi egyed\u00e9nek agy\u00e1ban a szinapszisok poz\u00edci\u00f3ja ink\u00e1bb azonos, mint elt\u00e9r\u0151.<\/span> <\/strong>\"A szinapszisok ily m\u00f3don val\u00f3 elhelyezked\u00e9se nagyon er\u0151s\" - mondta Sean Hill, komputeres idegkutat\u00f3, a cikk vezet\u0151 szerz\u0151je. \"Megv\u00e1ltoztattuk a neuronok s\u0171r\u0171s\u00e9g\u00e9t, elhelyezked\u00e9s\u00e9t, ir\u00e1ny\u00e1t, de egyik sem v\u00e1ltoztatta meg a szinapszisok hely\u00e9nek eloszl\u00e1s\u00e1t.\"<\/span><\/strong><\/p>\n

Forr\u00e1s:\u00a0Pesthy G\u00e1bor<\/span>, origo.hu<\/span>\u00a0<\/p>\n