Einen neuen Rahmen für das Verständnis der dynamischen Darstellungen in vernetzten neuronalen Systemen
Gruppen von Neuronen im menschlichen Gehirn produzieren Muster von Aktivitäten, stellen Informationen über die Reize, die eine ist wahrzunehmen und dann zu vermitteln, diese Muster zu verschiedenen Regionen des Gehirns über die Nerven-Zell-junctions, Synapsen. Bisher die meisten neurowissenschaftlichen Studien konzentrierten sich auf die beiden primären Komponenten des Neurons Informationen einzeln verarbeiten (D. H., die Darstellung der Reize in form von neuronaler Aktivität und der übertragung dieser Informationen in Netzen, Modell der neuronalen Interaktionen), anstatt Sie zu erforschen zusammen.
Ein team von Forschern an der University of Pennsylvania vor kurzem reviewed Literatur die Untersuchung dieser beiden Komponenten zu entwickeln, um einen ganzheitlichen Rahmen, der besser beschreibt, wie Gruppen von Nervenzellen Informationen verarbeiten. Papier, veröffentlicht in Nature Neuroscience, stellt einen ganzheitlichen theoretischen Perspektive könnten für zukünftige neurowissenschaftliche Forschung mit dem Schwerpunkt neuronale Informationsverarbeitung.
„In den letzten zehn Jahren oder so haben Neurowissenschaftler verwendet mehr anspruchsvolle Werkzeuge, um zu verstehen, wie das Gehirn repräsentiert Dinge, die er sieht oder hört in seiner Umgebung“ Harang Ju und Danielle Bassett, die zwei Forscher der Durchführung der Studie, sagte Medical Xpress. „Einige Forscher untersuchten Gehirn-Darstellungen als einzelne Muster der Hirnaktivität, während die anderen untersuchten Darstellungen als sich verändernde Muster der Aktivität. Das Ziel unserer Arbeit war zu erforschen, wie das Verständnis, das Gehirn als ein Netzwerk von neuronalen Einheiten und Ihre verbindungen könnten Rahmen der jüngsten Entwicklungen in einer Weise, die hilft, schieben Sie das Feld in Richtung eines besseren Verständnisses der Dynamik von neuronalen Repräsentationen.“
Das Labor führte von Bassett an der University of Pennsylvania hält komplexen Systemen wie dem menschlichen Gehirn, als Netzwerke, die aus vielen Einzelteilen (d.h. die Knoten) und die Wechselwirkungen zwischen den teilen (D. H., Kanten). Die Forscher verweisen auf die beiden großen Funktionsbereiche und einzelne kleine Nervenzellen, die im Gehirn als neuronale Einheiten. Diese Einheiten sind in der Regel organisiert in den Online-communities.
„Wir liehen Ideen aus der Theorie dynamischer Systeme zu beschreiben, wie die Struktur des Netzwerks von neuronalen Einheiten bestimmen kann, die Bandbreite der Dynamik, die man beobachten kann in den einzelnen Gemeinden und zwischen unterschiedlichen Gemeinschaften,“ Ju sagte.
In Ihrem Papier, Ju und Bassett zunächst die zwei Körper der Forschung konzentriert sich entweder auf neuronalen Repräsentationen oder auf Netzwerk-Modelle. Anschließend, Sie überprüfen auch die wenigen neueren Studien, die versucht haben zu berücksichtigen oder die Untersuchung dieser zwei Komponenten zusammen.
Nach Durchsicht der bisherigen Literatur, die versuchten die Forscher zu integrieren neuronalen Repräsentationen und Netzwerk-Modelle in einem einzigen, ganzheitlichen Rahmen von dynamischen neuronalen Repräsentationen. In doing so, Sie legte zwei wichtige Vorschläge: dass jede Gruppe von Neuronen oder neuronalen population hat Ihre eigene innere Dynamik und, dass die verschiedenen Populationen können mit anderen interagieren zu führen höchst komplexe Berechnungen.
„Normalerweise werden die neuronalen Repräsentationen werden als,, einfach übertragen wird, von einer Hirnregion zur anderen, ähnlich wie das Telefon-Spiel, wo Sie passieren auf ein Wort von person zu person,“‚ Ju erklärt. „Was wir vorschlagen, ist eher wie eine cocktail-party, wo die Leute, jede mit Ihren eigenen Tendenzen, miteinander interagieren, bilden ein hoch Komplexes Gewebe von Gesprächen.“
Die ganzheitliche framework entwickelt von Ju und Bassett ist eines der ersten theoretischen Modelle, die denken, dass die zwei primären Aspekte der neuronalen Informationsverarbeitung in Verbindung. In der Zukunft, andere Forscherteams könnte die Nutzung des Frameworks als eine Allgemeine Referenz zu untersuchen neuronale Verarbeitung in seiner Gesamtheit. Es könnte somit potenziell ebnen den Weg zu neuen Entdeckungen, wie etwa neuronale Netzwerke Informationen verarbeiten.