Verkabelung des Gehirns: Eher wie das Internet als eine Pyramide?

Verkabelung des Gehirns: Eher wie das Internet als eine Pyramide?
Verkabelung des Gehirns: Eher wie das Internet als eine Pyramide?
Anonim

Das Gehirn wird seit mindestens einem Jahrhundert bis in die kleinste F alte kartiert, aber noch immer weiß niemand, wie alle Teile miteinander kommunizieren.

Eine Studie in Proceedings of the National Academy of Sciences beantwortet diese Frage für einen kleinen Bereich des Rattengehirns und macht damit einen großen Schritt in Richtung Enthüllung der Gehirnverdrahtung.

Das Netzwerk der Gehirnverbindungen wurde für zu komplex geh alten, um es zu beschreiben, aber die Molekularbiologie und die Computermethoden haben sich so weit verbessert, dass die National Institutes of He alth einen 30-Millionen-Dollar-Plan zur Kartierung des menschlichen "Connectome" angekündigt haben.

Die Studie zeigt die Leistungsfähigkeit einer neuen Methode zur Verfolgung von Sch altkreisen im Gehirn.

Die Neurowissenschaftler Richard H. Thompson und Larry W. Swanson vom USC College nutzten die Methode, um Sch altkreise aufzuspüren, die durch einen „hedonischen Hotspot“verlaufen, der mit dem Genuss von Speisen zusammenhängt.

Die Sch altungen zeigten sich als Muster kreisförmiger Schleifen, was darauf hindeutet, dass der Sch altplan zumindest in diesem Teil des Rattengehirns wie ein verteiltes Netzwerk aussieht.

Neurowissenschaftler sind gesp alten zwischen einer traditionellen Ansicht, dass das Gehirn als Hierarchie organisiert ist, wobei die meisten Regionen in die "höheren" Zentren des bewussten Denkens einspeisen, und einem neueren Modell des Gehirns als einem flachen Netzwerk ähnlich dem Internet.

"Wir haben an einer Stelle angefangen und uns die Verbindungen angesehen. Es führte zu einer sehr komplizierten Reihe von Schleifen und Sch altungen. Es ist kein Organigramm. Es gibt kein Oben und Unten", sagte Swanson, ein Mitglied von der National Academy of Sciences und dem Milo Don und Lucille Appleman Professor of Biological Sciences am USC College.

Die Circuit-Tracing-Methode ermöglicht die Untersuchung ein- und ausgehender Signale von zwei beliebigen Gehirnzentren. Es wurde von Thompson über acht Jahre hinweg erfunden und verfeinert. Thompson ist wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Biowissenschaften am College.

Die meisten anderen Tracing-Studien konzentrieren sich derzeit nur auf ein Signal in einer Richtung an einem Ort.

"[Wir] können bis zu vier Verbindungen in einem Kreislauf gleichzeitig im selben Tier betrachten. Das war unsere technische Innovation", sagte Swanson.

Das Internet-Modell würde die Fähigkeit des Gehirns erklären, viele lokale Schäden zu überwinden, sagte Swanson.

"Du kannst fast jeden einzelnen Teil des Internets aussch alten und der Rest funktioniert."

Ebenso sagte Swanson: "Es gibt normalerweise alternative Wege durch das Nervensystem. Es ist sehr schwer zu sagen, dass irgendein Teil absolut notwendig ist."

Swanson argumentierte erstmals in seinem gefeierten Buch Brain Architecture: Understanding the Basic Plan (Oxford University Press, 2003) für das verteilte Modell des Gehirns.

Die PNAS-Studie scheint seine Ansicht zu stützen.

"Es gibt ein alternatives Modell. Es ist nicht bewiesen, aber lasst uns die traditionelle Betrachtungsweise überdenken, wie das Gehirn funktioniert", sagte er.

"Der Teil des Gehirns, mit dem du denkst, der Cortex, ist sehr wichtig, aber sicherlich nicht der einzige Teil des Nervensystems, der unser Verh alten bestimmt."

Die in der PNAS-Studie beschriebene Forschung wurde vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke in den National Institutes of He alth unterstützt.

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