Počátek naší neuronové sítě poprvé pod drobnohledem

Náš mozek tvoří hustá neuronová síť, která zpracovává veškeré signály z našich senzorů a obstarává logiku, emoce, řeč a další dovednosti. Vědci poprvé zachytili její tvorbu.

I když o mozku stále nevíme úplně všechno, postupujeme v analyzování stále rychleji, jak se na exponenciální technologický vývoj sluší a patří. Vědci zkoumají náš mozek z různých oblastí a v různých fázích, tentokrát se podařilo uskutečnit další milník, který se týká vývoje neuronové sítě samotné.

TIP: Začíná největší projekt tvorby simulace lidského mozku

Jak probíhá počátek našeho vlastního „superpočítače“ na ramenou, který se stará o to, abychom žili a přežili?

Tvorba neuronové sítě našeho mozku na videu

Vědci z Beckmanova institutu se zaměřili na samotný počátek tvorby neuronové sítě, která je základem nejen mozku člověka, ale samozřejmě i všech pokročilejších zvířat.

Pomocí techniky zvané SLIM (Spatial Light Interference Microscopy) se týmu pod vedením Gabriela Popescu podařilo poprvé vidět tvorbu neuronové sítě z univerzální lidské kmenové buňky, které se mohou dle potřeby proměnit na různé buněčné typy.

Jak si lze prohlédnout na videu, kde jsou jednotlivé části dodatečně barevně odlišené pro lepší přehled, vývoj struktury sítě funguje relativně organizované a síť tak tvoří sama sebe. Výrobní „materiály“ se v rámci sítě šíří po spojeních, která byla vytvořená, na videu je průběh přibližně v rámci jednoho dne po desetiminutových sekvencích.

Jednotlivé neurony se snaží získat více spojení do okolí, což zlepšuje a zesiluje výslednou strukturu neuronové sítě. Jak Popescu dodává, vypadá to podobně jako třeba člověk na Facebooku. Jakmile naváže spojení s jiným člověkem, toto spojení se udrží a pak se snaží o spojení s dalšími. Díky těmto spojením mohou jednotlivé neurony komunikovat mezi sebou navzájem.

Spuštění komunikace ale nezačíná okamžitě při vytvoření spojení, ale přibližně až po deseti hodinách, než se v rámci sítě přenesou materiály pro tvorbu nových neuronových spojení nebo neuritů (axon/dendrit) na další rozšíření sítě.

Komplexní struktura z jednoduchého začátku

Jedná se o skvělou ukázku toho, jak jednotlivé buňky, které nejsou v počátku nijak spojené, začnou interagovat a posupně vytvoří komplexní strukturu jakou je prezentovaná neuronová sítě. A to vše se stihne už v rámci prvních 24 hodin.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Vývoj a proměna zkoumané neuronové sítě v čase (Zdroj: Nature)

Během této krátké doby tak přestanou jednat zcela samostatně, ale po spojení začíná síť fungovat společně a organizovaně, komunikace probíhá všemi spoji, stejně tak rozšiřování sítě. Samotné buňky se už v průběhu vývoje příliš nemění, ale přizpůsobují se v rámci propojení v neuronové síti s ostatními buňkami.

Výzkum důležitý i pro umělé neuronové sítě

Tento výzkum by mohl pomoci lépe pochopit vývoj, proměnu a stárnutí neurnové sítě. Může být také důležitým prvkem při výzkumu a léčené Alzheimerovy choroby, která zahrnuje ztrátu neuronových spojení a samozřejmě i dalších nemocí týkajících se neuronové sítě.

Podrobný pohled na vývoj biologické neuronové sítě může zlepšit i naší virtuální kopii v podobě umělé neuronové sítě, která může být pokročilejší nebo efektivnější, než u současné generace.

Pro tvorbu počítače s komplexními schopnostmi našeho mozku je takový vývoj komplexního systému spojení nutností a není nic jednoduššího, než napodobit miliardy let vyvíjenou architekturu zahrnující sto miliard neuronů a teprve od ní se odrazit pro další vylepšení.

Abstrakt k výzkumu naleznete na webu Nature.

Diskuze (19) Další článek: Týden Živě: Mrzutý vs. optimistický redaktor Živě.cz

Témata článku: Technologie, Neuronová síť, Síť, Podrobný pohled, Lidský mozek, Drobnohled, Buňka, Nature, Kmenové buňky, Neuron, Různé materiály, Interference, Choroba, Neural networks, Gabriel, POP, Nový neuron, Spojení, Axon, Jednotlivá buňka, Komplexní struktura, Výrobní materiál


Určitě si přečtěte

10 skrytých nastavení prohlížeče Google Chrome, která se můžou hodit

10 skrytých nastavení prohlížeče Google Chrome, která se můžou hodit

** Prohlížeč Google Chrome ukrývá mnoho zajímavých možností ** Našli jsme deset nejzajímavějších skrytých nastavení ** Můžete si například výrazně vylepšit práci s kartami

Karel Kilián | 18

Výkon herního počítače za 139 Kč nebo i úplně zadarmo. Geforce Now startuje!

Výkon herního počítače za 139 Kč nebo i úplně zadarmo. Geforce Now startuje!

** Dlouhý betatest končí a nyní všichni mohou hrát přes internet ** Nemusíte žádné hry kupovat znovu. Jede to, co už máte v knihovnách na Steamu, Uplay, Battle.net a jinde ** Roční náklady odpovídají ceně jedné běžné hry

Tomáš Holčík | 66

Měření rychlosti internetu: Populární Speedtest.net neřekne o skutečné rychlosti internetu téměř nic

Měření rychlosti internetu: Populární Speedtest.net neřekne o skutečné rychlosti internetu téměř nic

** Speedtest stále častěji měří jen rychlost na poslední míli ** Ta však ale neodpovídá reálnému surfování ** Jak se tedy pokusit změřit tu skutečnou?

Jakub Čížek | 85

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

** K odposlechu mozků používáme EEG ** To má ale žalostné informační rozlišení ** Rusům pomohla počítačová neuronová síť

Jakub Čížek | 29

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

** S cenou do 20 tisíc lze vybrat solidní notebook na práci i hry ** Přenosné notebooky nabídnou i kovová těla a rychlý hardware ** Na hraní se hodí více peněz, ale na použitelný základ dvacet tisíc stačí

Tomáš Holčík, David Polesný | 50

Co je TikTok: Svérázná sociální síť chytla mladé uživatele, už jich má už 1,5 miliardy

Co je TikTok: Svérázná sociální síť chytla mladé uživatele, už jich má už 1,5 miliardy

** Sociální síť TikTok získala stamiliony uživatelů a stále roste ** Jaký obsah na ní najdete a co můžete v jejím rámci čekat? ** Je to zábava pro mladé, nebo platforma pro úchyláky?

Karel Kilián | 38



Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 12 bezdrátových sluchátek

Vyplatí se Apple z bazaru?

Test batohů pro notebooky

Vybíráme nejlepší sportovní hodinky