ဦးနှောက်ထဲမှာ synapses ဖွဲ့စည်းခြင်း၏နယူးသီအိုရီ
ယင်းအမြင်အာရုံ cortex အတွက်ပြန်လည်ဖွဲ့စည်း: မတိုင်မီ (လက်ဝဲ) နှင့်ရုံလှာ (အလယ်) အားထိခိုက်ပျက်စီးမှုပြီးမှ, နောက်ပိုင်းအဆင့် (ညာ) ။ ပုံရိပ်တွေပျက်စီးသွားသောလှာကနေ projected နေကြသည်ရှိရာဇုန်အတွက်အာရုံခံအများစုဟာသူတို့ရဲ့မူရင်းအောင်မြင်ရန်နိုင်ပါတယ် ...နောက်ထပ်
လူ့ ဦး နှောက်သည်လူတစ်သက်တာတစ်လျှောက်လုံးပြောင်းလဲနေသည်။ အသုံးပြုမှုမရှိတော့သော synapses များသည်ယိုယွင်းပျက်စီးနေစဉ်ဆက်သွယ်မှုအသစ်များကိုအစဉ်မပြတ်ဖန်တီးလျက်ရှိသည်။ ယနေ့အထိဤလုပ်ငန်းစဉ်များ၏နောက်ကွယ်ရှိယန္တရားများနှင့် ပတ်သက်၍ အနည်းငယ်သာသိရှိရသည်။ Jülich neuroinformatician ဒေါက်တာ Markus Butz သည်အမြင်အာရုံ cortex တွင်အာရုံကြောကွန်ယက်အသစ်များပေါ်ပေါက်လာခြင်းကိုရိုးရှင်းသော homeostatic နည်းဥပဒေဖြင့်သဘာဝတရားတွင်အခြားသောကိုယ်ပိုင်အုပ်ချုပ်မှုစနစ်၏အခြေခံအဖြစ်သတ်မှတ်နိုင်ခဲ့သည်။ ဤရှင်းပြချက်ဖြင့်သူနှင့်အမ်စတာဒမ်မှသူ၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်ဒေါက်တာ Arjen van Ooyen သည် ဦး နှောက်၏ပလပ်စတစ်မှုဆိုင်ရာသီအိုရီအသစ်တစ်ခုနှင့်လေ့လာမှုဖြစ်စဉ်များကိုနားလည်ရန်နှင့် ဦး နှောက်ဒဏ်ရာနှင့်ရောဂါများကိုကုသရန်နည်းလမ်းသစ်တစ်ခုပေးခဲ့သည်။
အရွယ်ရောက်ပြီးသူလူသား၏ဦးနှောက်အဘယ်သူမျှမတို့ကခဲယဉ်းကြိုးဆိုလိုတယ်ဖြစ်ကြသည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များထပ်တလဲလဲကွဲပြားခြားနားသောပုံရိပ်နည်းစနစ်ကို အသုံးပြု. နောက်ဆုံးနှစ်အနည်းငယ်ဤအချက်ကိုတည်စေပြီ။ ဤသည်ဒါခေါ် neuroplasticity သာလုပ်ငန်းစဉ်များသင်ယူခြင်းအတွက်သော့ချက်အခန်းကဏ္ဍကြောင့်လည်းဒဏ်ရာကနေပြန်လည်နာလန်ထူခြင်းနှင့်လုပ်ငန်းဆောင်တာများဆုံးရှုံးမှုများအတွက်လျော်ကြေးပေးဖို့ဦးနှောက်နိုင်ပါတယ်။ သုတေသီများသာမကြာသေးမီကပင်အရွယ်ရောက်ပြီးသူကဦးနှောက်ထဲမှာတည်ဆဲ synapses အသစ်အခွအေနမြေားလိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင်ပါဘူး, ဒါပေမယ့်အသစ်သောဆက်သွယ်မှုများကိုအဆက်မပြတ်ဖွဲ့စည်းပွနျလညျဖှဲ့စညျးနေကြသည်သာထွက်တွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ သို့ရာတွင်ထိုသို့သေးအဆိုပါသဘာပြန်စီစဉ်ဖြစ်စဉ်များဦးနှောက်ထဲမှာထိန်းချုပ်မည်သို့မသိခဲ့သညျ။ open-access ကိုဂျာနယ်ထဲမှာ PLOS တွက်ချက်ဇီဝဗေဒ, Butz နှင့်ဗန် Ooyen ယခုတွင် neuron ဤအသစ်သောကွန်ရက်များဖွဲ့စည်းထားပါသည်ဘယ်လိုရှင်းပြသောရိုးရှင်းသောစည်းမျဉ်းကိုတင်ပြ။
"ဦး နှောက်ရဲ့ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာပလတ်စတစ်ဟာရေရှည်မှတ်ဉာဏ်ဖွဲ့စည်းမှုအတွက်အခြေခံဖြစ်နိုင်တယ်ဆိုတာအရမ်းဖြစ်နိုင်တယ်" ဟုလွန်ခဲ့သောလအနည်းငယ်ကဂျူလစ်စူပါကွန်ပျူတာစင်တာ၌ပြုလုပ်ခဲ့သည့်မကြာသေးမီကတည်ထောင်ခဲ့သော Simulation Laboratory Neuroscience တွင်အလုပ်လုပ်ကိုင်နေသူ Markus Butz ကပြောကြားသည်။ ပြီးတော့ဒါကသင်ယူတာလောက်ပဲမဟုတ်ဘူး။ ဦး နှောက်ဒဏ်ရာ၊ neurodegenerative ရောဂါများစတင်ခြင်းနှင့်လေဖြတ်ခြင်းတို့ကြောင့် ဦး နှောက်အား ၀ င်လာသောလှုံ့ဆော်မှုပုံစံများကိုကြာရှည်သောပြောင်းလဲမှုများနှင့်လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေရန် synapses အသစ်အမြောက်အများကိုဖွဲ့စည်းခဲ့သည်။ ”
Activity ကို synapses ဖွဲ့စည်းရေးထိန်းညှိ
ဤရလဒ်များအရ synapses အသစ်များဖြစ်ပေါ်လာခြင်းကိုအာရုံခံဆဲလ်များသည်ကြိုတင်သတ်မှတ်ထားသည့်လျှပ်စစ်လုပ်ဆောင်မှုအဆင့်ကိုထိန်းသိမ်းရန်စိတ်သဘောထားကမောင်းနှင်နေသည်။ အကယ်၍ ပျှမ်းမျှလျှပ်စစ်လှုပ်ရှားမှုသည်သတ်မှတ်ထားသောအတိုင်းအတာတစ်ခုအောက်သို့ကျသွားပါကအာရုံခံဆဲလ်များသည်အဆက်အသွယ်အသစ်များစတင်တက်ကြွစွာစတင်သည်။ ဤရွေ့ကားနောက်ထပ် input ကိုကယ်နှုတ်တော်မူသော synapses အသစ်၏အခြေခံ - အာရုံခံဆဲလ်ပစ်ခတ်မှုနှုန်းကိုတိုး။ ၎င်းသည်အခြားအလှည့်အပြောင်းတစ်ခုကိုလည်းလုပ်ဆောင်သည်။ လုပ်ဆောင်မှုအဆင့်သည်အထက်ကန့်သတ်ချက်ထက်ကျော်လွန်သွားပါကအလွန်အမင်းစိတ်လှုပ်ရှားမှုကိုကာကွယ်ရန် synaptic connection အရေအတွက်ကိုလျှော့ချသည် - အာရုံခံဆဲလ်ပစ်ခတ်မှုနှုန်းကျဆင်းသည်။ ဥပမာအားဖြင့်ခန္ဓာကိုယ်အပူချိန်နှင့်သွေးတွင်းသကြားဓာတ်ကိုထိန်းညှိခြင်းတွင်သဘာ ၀ အတိုင်းမကြာခဏဖြစ်လေ့ရှိသည်။
သို့သော် Markus Butz ကဤအချက်သည်အာရုံခံဆဲလ်များကိုအနည်းဆုံးစိတ်လှုပ်ရှားစရာမလိုဘဲအလုပ်မလုပ်နိုင်ကြောင်းအလေးပေးပြောကြားခဲ့သည် -“ လှုံ့ဆော်မှုကိုမခံယူတော့သည့်အာရုံခံဆဲလ်သည် synapses များကိုပိုမိုဆုံးရှုံးစေပြီးအချိန်အတန်ကြာမှသေဆုံးလိမ့်မည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ Simulator များ၏ရလဒ်များကိုလေ့လာတွေ့ရှိချက်များနှင့်ကိုက်ညီစေလိုပါကကျွန်ုပ်တို့သည်ဤကန့်သတ်ချက်ကိုထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည်။ ကိုအသုံးပြုခြင်း အမြင်အာရုံ cortex ဥပမာတစ်ခုသကဲ့သို့, အာရုံကြောဆိုင်ရာသိပ္ပံပညာရှင်အာရုံခံအသစ်သောဆက်သွယ်မှုများကိုဖွဲ့စည်းရန်နှင့်တည်ဆဲ synapses စွန့်လွှတ်အညီပေးသောရန်အခြေခံမူကိုလေ့လာခဲ့ကြသည်။ ဦးနှောက်ကဒီဒေသ, အခန့် 10% အတွက် synapses စဉ်ဆက်မပြတ် regenerated နေကြသည်။ အဆိုပါလှာပျက်စီးသောအခါ, ဒီရာခိုင်နှုန်းတိုးပင်ထပ်မံ။ ကွန်ပျူတာ Simulator ကိုသုံးပြီး, စာရေးသူပျက်စီးသွားသော Retina နှင့်အတူကြွက်နှင့်မျောက်များ၏အမြင်အာရုံ cortex ကနေစမ်းသပ်ရလဒ်များကိုမှကိုက်ညီမယ့်လမ်းအတွက်အာရုံခံ၏ပြန်လည်ဖွဲ့စည်းကိုဆန်းစစ်နိုင်ရန်အတွက်အရာ၌နန်းထိုင်။
အမြင်အာရုံ cortex သည်ကြီးထွားမှုဆိုင်ရာစည်းမျဉ်းသစ်ကိုပြသရန်အထူးသင့်တော်သည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော်၎င်းတွင် retinotopy ဟုရည်ညွှန်းထားသောပစ္စည်းတစ်ခုရှိသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ၎င်းတို့သည်အမြင်အာရုံ cortex ပေါ်သို့ရောက်သောအခါတစ် ဦး နှင့်တစ် ဦး ဘေးချင်းယှဉ်။ တည်ဆောက်ထားခြင်းကိုဆိုလိုသည်။ မြေပုံပေါ်မှာလိုပဲ Retina ၏areasရိယာများပျက်စီးပါကဆက်စပ်ပုံရိပ်များကိုပရောဂျက်ပြုသောဆဲလ်များသည်မတူညီသောသွင်းအားစုများရရှိသည်။ Markus Butz က“ ကျွန်တော်တို့ရဲ့ပုံရိပ်ကိုကြည့်မယ်ဆိုရင် retina ဆီမှမည်သည့် input ကိုမှလက်ခံရရှိတော့မှာမဟုတ်တဲ့areasရိယာများဟာ crosslinks များစတင်တည်ဆောက်နေတာကိုသင်တွေ့နိုင်တယ်၊ အဲဒါကသူတို့အိမ်နီးချင်းဆဲလ်များထံမှအချက်ပြချက်များကိုပိုမိုလက်ခံရရှိရန်ဖြစ်သည်။ ဤရွေ့ကား crosslinks မူရင်းလှုပ်ရှားမှုအဆင့်ကိုပိုပြီးသို့မဟုတ်ထိုထက်နည်းပြန်လည်ထူထောင်မှီတိုင်အောင်, ပျက်စီးareaရိယာ၏အစွန်းကနေဗဟိုဆီသို့ ဦး တည်ဗဟိုသို့ ဦး တည်, အနာ၏အနာရောဂါကိုငြိမ်းစေပုံနှင့်တူသည်။
Synaptic နှင့်ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ plasticity
ဆယ်စုနှစ်ပေါင်းများစွာအာရုံကြောကွန်ယက်များဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက်မော်ဒယ်များကိုလုပ်ဆောင်နေသည့်ပူးတွဲစာရေးသူ Arjen van Ooyen က“ ကြီးထွားမှုစည်းမျဉ်းသစ်သည်ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာပလတ်စတစ်ကိုအခြေခံသောအခြေခံသဘောတရားအား synaptic plasticity ၏ရိုးရှင်းစွာပေးသည်” ဟုဆိုသည်။ ၁၉၄၉ အစောပိုင်းတွင်စိတ်ပညာပါမောက္ခ Donald Olding Hebb ကဆက်သွယ်မှုသည်ထိုအရာကိုရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည် အာရုံခံ မကြာခဏ activated ဖြစ်ကြောင်းအားကောင်းဖြစ်လာပါလိမ့်မယ်။ နည်းနည်းသတင်းအချက်အလက်ဖလှယ်သောသူတို့ကိုဆီးအတားမရှိဖြစ်လာပါလိမ့်မယ်။ ယနေ့သိပ္ပံပညာရှင်အတော်များများကဒီ Hebbian နိယာမသင်ယူမှုနှင့်မှတ်ဉာဏ်လုပ်ငန်းစဉ်များတွင်ဗဟိုအခန်းကဏ္ဍကယုံကြည်ကြသည်။ စဉ်တွင် Synaptic plasticity ပါဝင်ပတ်သက်အတွက်အဓိကအားဖြင့်နာရီပေါင်းများစွာအနည်းငယ်မီလီစက္ကန်ထံမှယူရေတိုရေရှည်လုပ်ငန်းစဉ်များအတွက်အခြေခံအဆောက်အဦး plasticity ရက်ပေါင်းများစွာကနေလ, ကြာကြာအချိန်အကြေးခွံကျော်တိုးချဲ့။
ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ plasticity ထို့ကြောင့်လည်းရက်သတ္တပတ်နှင့်လလောက်ကြာသည့်အာရုံကြောရောဂါများကြောင့်ထိခိုက်လူနာများ၏ (အစောပိုင်း) ပြန်လည်ထူထောင်ရေးအဆင့်စဉ်အတွင်းအထူးသဖြင့်အရေးကြီးသောအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုပါဝင်သည်။ စီမံကိန်းကားမောင်းဗျာဒိတ်ရူပါရုံကိုလေဖြတ်လူနာကုသမှုများအတွက်တန်ဖိုးရှိတဲ့စိတ်ကူးများ synapses ဖွဲ့စည်းခြင်း၏တိကျမှုခန့်မှန်းချက်အနေဖြင့်ဖြစ်ပေါ်နိုင်တယ်လို့ဖြစ်ပါတယ်။ ဆရာဝန်များကလူနာများ၏ဦးနှောက်ဖွဲ့စည်းပုံကုသမှုကာလအတွင်းပြောင်းလဲပွနျလညျဖှဲ့စညျးမညျကိုသိလျှင်, သူတို့သည်အရှင်ကုသမှုထိရောက်မှုတိုးတက်အောင်, ဆွနှင့်ငြိမ်ဝပ်စွာနေရသောအဆင့်များအတွက်စံပြကြိမ်ဆုံးဖြတ်ရန်နိုင်ဘူး။
မြောက်မြားစွာ application များအတွက်နယူးချဉ်းကပ်
"ဒါဟာဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်မှုဆိုင်ရာပလတ်စတစ်ဟာ Hebbian plasticity ရဲ့နိယာမကိုလိုက်နာတယ်လို့ယခင်ကယူဆခဲ့ကြတာပါ။ တွေ့ရှိချက်များအရဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာပလတ်စတစ်ကို homeostatic နိယာမကထိန်းချုပ်ထားခြင်းဖြစ်ပြီး၎င်းကိုယခင်ကထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းမရှိခဲ့ပါဟုJülichရှိ Simulation Laboratory Neuroscience မှ Prof. Abigail Morrison ကပြောကြားခဲ့သည်။ သူမ၏အဖွဲ့သည်စည်းမျဉ်းသစ်ကိုကမ္ဘာအနှံ့ရှိသိပ္ပံပညာရှင်များအသုံးပြုသည့်လွတ်လပ်စွာအသုံးပြုနိုင်သည့် simulation software တွင်ထည့်သွင်းထားသည်။
ဤတွေ့ရှိချက်များသည် Human Brain Project နှင့်လည်းသက်ဆိုင်သည်။ ဥရောပသိပ္ပံပညာရှင်၊ သိပ္ပံပညာရှင်များ၊ ကွန်ပျူတာသိပ္ပံပညာရှင်များ၊ ရူပဗေဒပညာရှင်များနှင့်သင်္ချာပညာရှင်များသည်လူများ၏ ဦး နှောက်တစ်ခုလုံးကိုလာမည့်မျိုးဆက်၏စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်ကွန်ပျူတာများကိုပိုမိုကောင်းမွန်စွာနားလည်စေရန်အတူတကွလက်တွဲလုပ်ဆောင်နေကြသည်။ "လူ့ထဲမှာရှုပ်ထွေးသော Synaptic circuit ကိုကြောင့်ဖြစ်သည် ဦးနှောက်static connection rules များအရ ၄ င်း၏ fault tolerance နှင့်ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်အောင်မြင်ဖို့ဆိုတာမဖြစ်နိုင်ပါဘူး။ ထို့ကြောင့်မော်ဒယ်လ်များသည်မိမိကိုယ်ကိုဖွဲ့စည်းသည့်လုပ်ငန်းစဉ်အတွက်လိုအပ်သည်” ဟုစီမံကိန်း၌ပါ ၀ င်သည့်ဂျူလစ်ရှိအာရုံကြောသိပ္ပံနှင့်ဆေးပညာဌာနမှပါမောက္ခမာကွတ်ဒစ်စမန်းကပြောကြားသည်။ သူသည်ကွန်ပျူတာနှင့်စနစ်အာရုံကြောသိပ္ပံ (INM-6)၊ ဦး နှောက်အာရုံကြောသိပ္ပံဆိုင်ရာသုတေသနနှင့် simulation နည်းပညာအကြားချိတ်ဆက်မှုတွင်အလုပ်လုပ်သောလက်ခွဲတစ်ခုကို ဦး စီးသည်။
နောက်ထပ် Explore: re-သင်ယူခြင်းကိုတွေ့မြင်ဖို့ဘယ်လို: သုတေသီများကအမြင်အာရုံဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက်အရေးပါသော On-ချွတ် switch ကိုရှာတွေ့
နောက်ထပ်သတင်းအချက်အလက်များ: dendritic ကျောရိုးနှင့် axon bouton ဖွဲ့စည်းရေးများအတွက်ရိုးရှင်းသောစည်းမျဉ်း focal လွှာကိုတွေ့ရှိရပါသည်ပြီးနောက် cortical ပြန်လည်ဖွဲ့စည်းဘို့အကောင့်နိုငျသညျ, Markus Butz, Arjen ဗန် Ooyen, PLoS computing Biol (ပုံနှိပ်ထုတ်ဝေအွန်လိုင်း 10 အောက်တိုဘာလ 2013); Doi: 10.1371 / journal.pcbi.1003259
;
