Die Idee, die Abbildung des Gehirns ist nicht neu. Forscher haben seit Jahren bekannt , dass der Schlüssel zur Behandlung , Heilung und sogar verhindert Störungen des Gehirns , wie Alzheimer-Krankheit . Epilepsie und Schädelhirntrauma Ist zu verstehen, wie das Gehirn erfasst, verarbeitet , speichert und ruft Informationen .
New Tel Aviv University Forschung in PLoS Computational Biology veröffentlicht leistet einen wichtigen Beitrag zu den Bemühungen um das Gehirn zu navigieren. Die Studie, die von Prof. Eshel Ben- Jacob und Dr. Paolo Bonifazi von TAU Schule für Physik und Astronomie und Sagol School of Neuroscience , und Prof. Alessandro Torcini und Dr. Stefano Luccioli des Instituto dei Sistemi Complessi , unter der Schirmherrschaft der TAU Gemeinsame Italienisch -israelischen Labor auf Integrative Neuroscience -Netzwerk bietet eine genaue Modell der Organisation für die Entwicklung neuronaler Schaltkreise .
In einer früheren Untersuchung des Hippocampus von neugeborenen Mäusen entdeckt Dr. Bonifazi daß einige "Hub Neuronen " instrumentiert das Verhalten der gesamten Schaltungen . In der neuen Studie , spannte die Forscher modernste Technologie , um diese Ergebnisse in einem computersimulierten Modell neuronaler Schaltkreise reproduzieren. "Wenn wir in der Lage, die Zelltyp-Hub Neuronen zu identifizieren , könnten wir versuchen, sie in vitro aus Stammzellen vermehren und verpflanzen sie in Alter oder beschädigte Hirnschaltkreise, um die Funktionalität zu erholen ", sagte Dr. Bonifazi .
Flugdynamik und Gehirnneuronen
" Stellen Sie sich vor , dass nur wenige Flughäfen der Welt sind für alle Flugdynamik auf dem Planeten verantwortlich ist ", sagte Dr. Bonifazi . "Wir fanden, dass dies bei der Entwicklung gilt für Hub Neuronen in ihrer Inszenierung von Schaltungen " Synchronisationen können. Wir haben diese Ergebnisse in einem neuen Computermodell wiedergegeben. "
Nach diesem Modell, stimuliert Nabe Neuron Auswirkungen eine ganze Schaltung dynamisch; ähnlich , nur eine gedämpfte Neuronen unterdrückt alle koordinierte Aktivität der Schaltung . "Wir werden die Bemühungen um festzustellen, welche Neuronen auf bestimmte neuronale Schaltkreise wichtiger sind beitragen ", sagte Dr. Bonifazi . "Wenn wir erkennen können, welche Zellen im Steuerschaltung Dynamik eine große Rolle spielen , wissen wir, wie mit einer gesamten Schaltung zu kommunizieren, wie in dem Fall der Kommunikation zwischen dem Gehirn und Prothesen . "
Die Durchführung der Orchester des Gehirns
Im Zuge ihrer Forschung, das Team festgestellt, dass die rechtzeitige Aktivierung von Zellen ist von grundlegender Bedeutung für den ordnungsgemäßen Betrieb des Hub- Neuronen, die wiederum zu orchestrieren das gesamte Netzwerk dynamisch. Mit anderen Worten, eine Clique von Hubs arbeitet in einer Art zeitlich organisierte Weise , wonach " jeder hat zur richtigen Zeit , aktiv zu sein ", so Dr. Bonifazi .
Koordinierte Aktivierung beeinflusst die gesamte Netzwerk. Nur durch Wechseln der Zeitsteuerung der Aktivität eines Neurons , waren Forscher in der Lage , den Betrieb einer kleinen Clique von Neuronen beeinflussen und schliesslich , dass das gesamte Netzwerk .
"Unsere Studie passt in Rahmen der" komplexen Netzwerktheorie , " neue Disziplinen , die ähnliche Trends und Eigenschaften unter allen Arten von Netzwerken untersucht - das heißt , soziale Netzwerke, biologischen Netzwerken , auch Kraftwerke ", sagte Dr. Bonifazi . " Dieser theoretische Ansatz bietet wichtige Einblicke in vielen Systemen , einschließlich der neuronalen Schaltungsnetzwerk im Gehirn . "
Parallel zu ihrer theoretischen Studie , die Forscher der Durchführung von Experimenten auf in vitro -Systemen besser zu identifizieren elektrophysiologischen und chemischen Eigenschaften des Hub -Neuronen . Das Joint Italien - Israel Labor ist auch an einem europäischen Projekt zur Verknüpfung von biologischen und künstlichen neuronalen Schaltkreisen , um verlorene Gehirnfunktionen wieder her zum Ziel haben .