Avslöjar hjärnans hemligheter: öppna modeller för neurovetenskap ger nya insikter och möjligheter

StockholmForskare vid EPFL har offentliggjort stora, öppna modeller som simulerar komplexa delar av hjärnan, såsom hippocampus och sensoriska kortex. Dessa områden spelar en viktig roll i minnesbildning och bearbetning av sinnesintryck. Modellerna inkluderar exakta 3D-former av dessa hjärnregioner, vilket fungerar som en grund för framtida förbättringar med experimentella data. Modellerna kännetecknas av flera funktioner:

• Detaljerad anatomisk och kopplingsdata för de somatosensoriska områdena.
• Insikter i synaptisk, neuronal och nätverksnivåns fysiologi.
• Inkludering av synaptisk plasticitet under levande förhållanden.
• En omfattande modell av råttans CA1-region som integrerar experimentella data.

Över 80 forskare från hela världen samarbetade för att skapa dessa modeller. Projektet var utmanande eftersom det krävde att omvandla komplex biologisk data till detaljerade simuleringar. Resultatet är ett värdefullt verktyg för neuroforskare, som nu kan simulera och utforska hjärnans aktiviteter och processer i detalj.

Forskare har gjort framsteg i förståelsen av synaptisk plasticitet, vilket handlar om hur hjärnans kopplingar förändras. Tidigare experiment gjorde att dessa förändringar verkade enklare, men numera inkluderar modellerna hjärnans komplexa natur. Dessa framsteg kan hjälpa oss att bättre förstå hur hjärnan anpassar sig och lär sig. Modellerna kan även efterlikna laboratoriemetoder och datorsimuleringar, vilket möjliggör nya typer av forskning. Till exempel kan de kombinera optogenetik med virtuella hjärnskador i experiment.

Läs också:

Idag · 04:24

Genombrott för jonmotorvägar: snabbare laddning och avancerad biosensorik för framtidens tekniksystem

Dessa modeller speglar en trend inom öppen vetenskap, som främjar samarbete och transparens. Genom att dela data, antaganden och metoder möjliggör forskare för den globala vetenskapliga gemenskapen att undersöka och verifiera deras arbete. Verktyg finns tillgängliga som låter forskare enkelt utforska och analysera olika scenarier i dessa neurala nätverk.

Dessa modeller kan användas till mer än bara forskning. De kan bidra till att förbättra neuroteknologi, hjärn-datorgränssnitt och behandlingsmetoder för hjärnsjukdomar. Under sin utveckling strävar de efter att ge en djupare förståelse för hur hjärnan fungerar och vad som händer när den inte gör det. Forskare från olika områden samarbetar kring dessa öppna hjärnmodeller, vilket är ett viktigt steg mot att förstå mänskligt tänkande och hjärnhälsa.