Когда мы делаем даже самые простые решения о том, как взаимодействовать с миром, мы опираемся на расчеты, выполняемые сетях нейронов, которые охватывают наши мозги. Но что именно эти нейронные сети вычислительные?
Ответ на этот вопрос требует измерения активности многих нейронов по всему мозгу, как животное, принимает решение.
Теперь команда из Стэнфордского исследователи во главе с биоинженер Карл Deisseroth и инженер Гордон Wetzstein — вместе с аспирантом Исаак Kauvar и постдокторант Тимоти Мачадо — разработал оптический метод, который может одновременно регистрировать активность нейронов, разбросанных по всей верхней поверхности мыши коры головного мозга, ключевая часть мозга, участвующих в принятии решений. Они опубликовали свои результаты в мае в журнале нейрон.
Оптические исследования мозга не являются абсолютно новыми. Исследователи уже уметь следить за активностью мозга с помощью флуоресцентных красителей и белков, которые излучают свет, когда нейрон пожаров. До сих пор, однако, такие оптические методы не смогли записать эти слабые вспышки света от многих нейронов, распределенных по всей поверхности коры головного мозга и работающих вместе, чтобы принять решение, например, является ли или не выпить воды.
Чтобы преодолеть этот барьер, Стэнфорд исследователи разработали бифокальный микроскоп — аналогично бифокальные очки-что позволяет им держать весь криволинейной поверхности мозга в фокусе.
Бифокальные микроскоп использует один для съемки двух фильмов нейронной активности одновременно: одна из них нацелена на стороны головного мозга, а другая ориентирована на средний, чтобы обеспечить параллельное представление. Затем исследователи вычислительно извлечения сигналов — отражающие сроки, интенсивность и продолжительность, когда пожар невронов — от обоих этих фильмов, чтобы получить всеобъемлющее измерения нейронной активности по всей поверхности.
Исследователи называют эту систему наблюдения корковых одновременным оптическим мультифокальные выборки, или космос. В дополнение к изучению моторного контроля и принятия решений, команда также использует космос для исследования сенсорного восприятия в животных и в качестве метода скрининга для разработки более эффективных психотропных препаратов.
Прототип космос системы является сравнительно простой в сборке и стоит менее 50 000 долларов, что в сотни тысяч долларов дешевле, чем другие оптические системы для записи нейронной динамики населения. Для того чтобы стимулировать дальнейшее внедрение и развитие технологии, авторы создали сайт, с инструкциями, чтобы помочь другим исследователям строить свои собственные системы космоса.
Видео: https://www.youtube.com/watch?v=WtfM94VxlhY&feature=emb_logo
История Источник:
Материалы , предоставляемые в Стэнфордской Инженерной школе. Первоначально написаны тома Абате. Примечание: материалы могут быть отредактированы для стиля и длины.