Odkrywanie tajemnic mózgu: otwarte modele neuromodulacji dostępne dla naukowców
WarsawNaukowcy z EPFL udostępnili obszerne, otwarte modele, które symulują złożone części mózgu, takie jak hipokamp oraz kory sensoryczne. Te obszary są kluczowe przy tworzeniu wspomnień i przetwarzaniu informacji sensorycznych. Modele uwzględniają dokładne trójwymiarowe kształty tych obszarów mózgu, stanowiąc podstawę do przyszłych ulepszeń z wykorzystaniem danych eksperymentalnych. Cechy tych modeli obejmują:
- Szczegółowe dane anatomiczne i dotyczące połączeń obszarów somatosensorycznych.
- Wnikliwe informacje o fizjologii synaptycznej, neuronowej i na poziomie sieci.
- Uwzględnienie procesów plastyczności synaptycznej w warunkach in vivo.
- Kompleksowy model regionu CA1 szczura, scalający dane eksperymentalne.
Ponad 80 naukowców z całego świata współpracowało nad stworzeniem tych modeli. Projekt był wyzwaniem, ponieważ polegał na przekształceniu złożonych danych biologicznych w szczegółowe symulacje. Efektem ich pracy jest przydatne narzędzie dla neurologów, które umożliwia dokładne symulowanie i badanie aktywności i procesów mózgowych.
Postępy w Zrozumieniu Neuroplastyczności
Naukowcy zrobili krok naprzód w badaniach nad neuroplastycznością synaptyczną, dzięki której zmieniają się połączenia w mózgu. Dotychczasowe eksperymenty sugerowały, że te zmiany są prostsze, ale obecnie modele uwzględniają złożoność prawdziwych mózgów. Te postępy mogą pomóc w lepszym zrozumieniu, jak mózg się adaptuje i uczy. Modele te potrafią również odtwarzać metody laboratoryjne i symulacje komputerowe, umożliwiając nowatorskie podejścia badawcze. Na przykład mogą łączyć optogenetykę z wirtualnymi urazami mózgu w eksperymentach.
Modele te pokazują trend w otwartej nauce, która promuje współpracę i przejrzystość. Poprzez dzielenie się danymi, założeniami i metodami, naukowcy umożliwiają globalnej społeczności naukowej sprawdzanie i weryfikowanie ich pracy. Dostępne narzędzia pozwalają badaczom łatwo badać i analizować różne scenariusze w tych sieciach neuronowych.
Modele te mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w sferze badań naukowych. Mogą przyczynić się do rozwoju neurotechnologii, interfejsów mózg-komputer oraz metod leczenia zaburzeń mózgu. W miarę jak się rozwijają, mają na celu głębsze zrozumienie funkcjonowania mózgu oraz procesów związanych z jego nieprawidłowym działaniem. Naukowcy z różnych dziedzin współpracują nad tymi otwartymi modelami mózgu, co stanowi istotny krok w kierunku poznania ludzkiego myślenia i zdrowia mózgu.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.3002861i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Armando Romani, Alberto Antonietti, Davide Bella, Julian Budd, Elisabetta Giacalone, Kerem Kurban, Sára Sáray, Marwan Abdellah, Alexis Arnaudon, Elvis Boci, Cristina Colangelo, Jean-Denis Courcol, Thomas Delemontex, András Ecker, Joanne Falck, Cyrille Favreau, Michael Gevaert, Juan B. Hernando, Joni Herttuainen, Genrich Ivaska, Lida Kanari, Anna-Kristin Kaufmann, James Gonzalo King, Pramod Kumbhar, Sigrun Lange, Huanxiang Lu, Carmen Alina Lupascu, Rosanna Migliore, Fabien Petitjean, Judit Planas, Pranav Rai, Srikanth Ramaswamy, Michael W. Reimann, Juan Luis Riquelme, Nadir Román Guerrero, Ying Shi, Vishal Sood, Mohameth François Sy, Werner Van Geit, Liesbeth Vanherpe, Tamás F. Freund, Audrey Mercer, Eilif Muller, Felix Schürmann, Alex M. Thomson, Michele Migliore, Szabolcs Káli, Henry Markram. Community-based reconstruction and simulation of a full-scale model of the rat hippocampus CA1 region. PLOS Biology, 2024; 22 (11): e3002861 DOI: 10.1371/journal.pbio.3002861Udostępnij ten artykuł