Nowy wgląd w rozwój układu wzrokowego u myszy

Nowe badanie na myszach ujawnia nigdy wcześniej nie widziane szczegóły dotyczące tego, jak tworzy się ich skomplikowana sieć wizualna. Badania te mogą być przydatne w przyszłych badaniach nad leczeniem wrodzonej ślepoty. Biorąc jednak pod uwagę podobieństwa między biologiczną tkanką nerwową a cyfrową sztuczną inteligencją, badania te mogą również pomóc inżynierom oprogramowania w opracowaniu lepszej, bardziej ogólnej sztucznej inteligencji.

Gdybyś mógł zobaczyć podobną do sieci naturę neuronów i struktur, które tworzą mózg i systemy sensoryczne zwierząt, można by pomyśleć, że to po prostu złożony, przypadkowy bałagan. Ale naukowcy, tacy jak neuronaukowcy, są w stanie przyjrzeć się temu bałaganowi i wydedukować nie tylko poszczególne struktury, ale także ich funkcje. Ostatnio profesor Kenichi Aoki i profesor nadzwyczajny Tomonari Murakami z Wydziału Fizjologii Uniwersytetu Tokijskiego wraz z zespołem badali konkretną formację, aby zobaczyć, jak się formuje – system wizyjny.

„Oczy i niektóre części mózgu oraz sieć neuronowa Ich połączenie tworzy system wizyjny. Surowym pomiarem może być kamera podłączona do monitora, który może zobaczyć twoje świadome ja. Dokładny opis biologiczny tego systemu jest bardzo złożony, powiedział Murakami. Dodał: „W grę wchodzi duża liczba wizualnych obszarów korowych i są one ułożone w warstwy, które tworzą rodzaj hierarchicznej struktury. Ten pomysł nie jest nowy, ale nie było wiadomo, w jaki sposób powstają połączenia między wczesnymi etapami tej sieci , lub obszary podstawowe i obszary zaangażowane w przetwarzanie sygnałów wizualnych lub wyższe obszary kory wzrokowej podczas rozwoju. Postanowiliśmy dowiedzieć się, jak to się dzieje”.

Zespół badał rozwój systemów wizyjnych u myszy. W szczególności przyjrzeli się regionom zwanym regionami korowymi i wzgórzem. Widząc, jak sieci neuronów rozwinęły się w tych obszarach u nowonarodzonych myszy i kiedy te sieci stały się aktywne, zespół był w stanie w bardziej ogólny sposób opisać mechanizmy rządzące rozwojem układu wizyjnego.

„Kiedy z czasem zarejestrowaliśmy coraz gęstszą sieć połączeń, wyskoczyło coś, co nas zaskoczyło” – powiedział Murakami. Nasze oczekiwania wizualne sieć Aby najpierw utworzyć wiele połączeń między obszarem korowym, odzwierciedlając hierarchiczną strukturę całego systemu. Ale w rzeczywistości z siatkówki oka tworzą się równoległe ścieżki nerwowe prowadzące do obszarów korowych wcześniej niż te między obszarami korowymi. Ten nowy fakt zmienia to, co wiemy o tym obszarze rozwoju kory.

Badanie to zostało wykonane nie tylko po to, aby zaspokoić ciekawość, ale także dlatego, że jest fundamentalne Badania Gatunek ten może stanowić podstawę przyszłych badań medycznych, które mogą poprawić jakość życia ludzi: w tym przypadku hipoteza zespołu jest taka, że ​​badania na myszach mogą prawdopodobnie wyjaśnić rozwój wzroku u naczelnych, w tym u ludzi. To z kolei może pomóc naukowcom, którzy chcą leczyć wrodzoną ślepotę.

„Istnieje inny obszar badań, który może się nauczyć z tego, co tutaj zrobiliśmy” – powiedział Aoki. „Sztuczna inteligencja często opiera się na cyfrowych sztucznych sieciach neuronowych. Zazwyczaj są one zorganizowane w wiele warstw, które mogą zapewnić im złożone funkcje. Ale teraz, kiedy pokazaliśmy, że przynajmniej niektóre biologiczne systemy neuronowe ewoluują w równoległe struktury przed warstwowymi, Inżynierowie programowania Może to zainspirować Cię do eksperymentowania z nowymi metodologiami projektowania. Można sobie wyobrazić, że może to pomóc im osiągnąć cel, jakim jest stworzenie coraz bardziej uniwersalnej inteligencji zdolnej do rozwiązywania różnych problemów”.

Prezentowane przez Uniwersytet w Tokio