دانشمندان مغز یک حشره را نقشه‌برداری کردند
تاریخ انتشار: ۲۰ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۳۰۱۹۶۴
دانشمندان یک نقشه سه‌بعدی از مغز لارو مگس میوه ایجاد کرده‌اند که شامل بیش از ۳۰۰۰ نورون و نیم میلیون سیناپس است.
به گزارش ایسنا و به نقل از آی او، دانشمندان برای اولین بار موفق به نقشه‌برداری از مغز یک حشره با بیش از نیم میلیون سیناپس شدند. دانشمندان یک نقشه سه‌بعدی از مغز لارو مگس میوه ایجاد کرده‌اند که شامل بیش از ۳۰۰۰ نورون و نیم میلیون سیناپس است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
این نقشه سه بعدی جدید، معماری سیستم عصبی این حشره از جمله انواع نورون‌ها و ارتباطات متقابل آنها را نشان می‌دهد و بینش‌هایی را درباره نحوه پردازش اطلاعات و ایجاد رفتار توسط مغز ارائه می‌دهد. نتایج این مطالعه نشان داد که مغز با بازخورد فراوان از نورون‌های نزولی و چندین مدار جدید، بسیار به هم مرتبط است.
برخی از ویژگی‌های مغز مگس میوه شبیه معماری‌های پیشرفته یادگیری عمیق است که مبنایی برای مطالعات تجربی و نظری آینده مدارهای عصبی فراهم می‌کند. این یافته‌ها راه را برای درک بهتر عملکرد مغز با کاربردهای بالقوه در هوش مصنوعی و رباتیک هموار می‌کند.
گروهی از دانشمندان به رهبری محققان دانشگاه کمبریج از میکروسکوپ الکترونی برای تصویربرداری از مغز لارو مگس سرکه و بازسازی اتصالات آن در وضوح سیناپسی استفاده کردند. تجزیه و تحلیل نشان داد که مغز لارو دارای ۳۰۱۶ نورون و ۵۴۸ هزار سیناپس است.
محققان تجزیه و تحلیل دقیقی از معماری مدار مغز آنها از جمله انواع اتصالات و نورون‌ها، هاب‌های شبکه و موتیف‌های مدار انجام دادند. آنها دریافتند که بیشتر هاب‌های درونی- خارجی مغز(۷۳درصد)، پس سیناپسی به مرکز یادگیری یا پیش سیناپسی به نورون‌های دوپامینرژیک هستند که یادگیری را هدایت می‌کنند. علاوه بر این، آنها الگوریتمی برای ردیابی انتشار سیگنال در سراسر مغز در مسیرهای چند سیناپسی ایجاد کردند و مسیرهای بازخورد(از حسی به خروجی) و ادغام چندحسی و تعاملات متقابل نیمکره را تجزیه و تحلیل کردند.
این تیم همچنین یکپارچگی چندحسی گسترده در سراسر مغز و مسیرهای به هم پیوسته متعدد در اعماق مختلف از نورون‌های حسی تا نورون‌های خروجی را یافتند که یک شبکه پردازش توزیع شده را تشکیل می‌دهند. مغز دارای معماری بسیار عود کننده‌ای بود، به طوری که ۴۱ درصد نورون‌ها ورودی دوره‌ای مکرر را دریافت می‌کردند. با این حال، عود به طور مساوی توزیع نشده بود و به ویژه در مناطقی که در یادگیری و انتخاب عمل دخیل بودند، زیاد بود. نورون‌های دوپامینرژیک که باعث یادگیری می‌شوند، از عودکننده‌ترین نورون‌های مغز بودند. بسیاری از نورون‌های طرف مقابل که در نیمکره‌های مغز پخش می‌شوند، هاب‌های درونی بودند و روی یکدیگر سیناپس می‌شدند و ارتباطات بین نیمکره‌ای گسترده را تسهیل می‌کردند.
کاربردها در هوش مصنوعی
اتصال کامل با وضوح سیناپسی مغز لارو مگس سرکه، یک مطالعه مرجع ماندگار خواهد بود که مبنایی برای بسیاری از مطالعات نظری و تجربی در مورد عملکرد مغز فراهم می‌کند. این امکان وجود دارد که برخی از ویژگی‌های معماری مشاهده شده در مغز لارو مگس سرکه نیز بتواند برای اطلاع‌رسانی به معماری‌های هوش مصنوعی(AI) استفاده شود.
علاوه بر این، مقایسه بین اتصالات ارگانیسم‌های مختلف ممکن است هر دو معماری مدار مشترک و خاص را نشان دهد که زمینه‌ساز تفاوت‌های رفتاری بین موجودات است. چنین اطلاعاتی می‌تواند در سیستم‌های هوش مصنوعی برای الگوریتم‌های یادگیری کارآمدتر و فرآیندهای تصمیم‌گیری استفاده شود.
یافته‌های این مطالعه در مجله «ساینس»(Science) منتشر شده است.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: حشره مغز مگس میوه معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري ناسا مرکز سنجش آموزش پزشکی آزمون دکتری وزارت بهداشت افزایش طول عمر درمان ناباروري جهاد دانشگاهی پروژه آرتمیس معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري ناسا مرکز سنجش آموزش پزشکی آزمون دکتری وزارت بهداشت هوش مصنوعی نورون ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۳۰۱۹۶۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
درمان بیماری‌های کلیوی با سم این حشره خطرناک
به گزارش خبرآنلاین، طب سنتی چین در حال حاضر هزاران سال است که برقرار است و اولین نوشته‌های آن به ۲۰۰ سال قبل از میلاد با اشاره به طب گیاهی و طب سوزنی از تئوری و عمل تا تشخیص و درمان باز می‌گردد.
به نقل از آی‌ای، اکنون پژوهشگران دریافته‌اند که طب چینی می‌تواند کلید درمان بیماری‌های کلیوی باشد.
آنها به صدپای سر قرمز چینی(Scolopendra subsidies mutilans) اشاره دارند که حاوی آلکالوئیدهایی است که در طب سنتی چین برای درمان بیماری‌های کلیوی استفاده شده است.
صدپایان (Centipede) نام یک رده از بالارده هزارپایان است. آنها گوشت‌خوارند و ضمائم سر آنها شبیه به ضمائم سر حشرات است. این جانوران یک جفت شاخک و یک جفت آرواره بالا و یک یا دو جفت آرواره پایین دارند و تعداد بندهای آنها به ۱۷۷ بند می‌رسد و هر بند، به‌جز بند پس از سر و دو بند آخر بدن، دارای یک جفت پای مفصلی است و ضمائم بند اول به چنگال‌های سمّی تغییر یافته است.
آلکالوئیدهای صدپاها برای درمان بیماری کلیوی
به گزارش ایسنا، صدپایان سر قرمز چینی ۲۰ سانتیمتر طول دارند و مملو از سم هستند و در عین حال می‌توانند جان افراد مبتلا به بیماری کلیوی را نجات دهند.
این موجود چند پا میزبان آلکالوئیدهایی است که کاهش التهاب و فیبروز کلیه را در کشت سلولی نشان داده است. این دو حالت به بیماری کلیوی کمک می‌کنند.
آلکالوئید(alkaloid) به هریک از ترکیبات آلی شیمیایی گفته میشود که دست کم دارای یک اتم نیتروژن در حلقه هتروسیکلیک هستند. مشخصه آلکالوئیدها داشتن ترکیبات نیتروژنی است. تاکنون بیش از ۱۰ هزار آلکالوئید در طبیعت یا در آزمایش‌های شیمیایی شناسایی شده است.
بر اساس بیانیه محققان، ترکیبات مورد مطالعه در طب چینی، از جمله زهر وزغ برای درمان سرطان ثابت شده است که می‌توان از آن دارو تولید کرد.
این امر الهام بخش یونگ-ژیان چنگ و تیمش شد تا متابولیت‌های ثانویه تولید شده توسط صدپای سر قرمز چینی را بررسی کنند.
درمانی هزاران ساله
بیانیه محققان خاطرنشان کرد: هزاران سال است که صدپای سمی در درمان بیماری‌هایی از جمله صرع، سل، سوختگی و بیماری‌های قلبی و عروقی استفاده میشود.
این پژوهش در یک محیط آزمایشگاهی انجام شد که در آن نمونه‌ای از پودر صدپای خشک شده را با اتانول مخلوط کردند تا تعداد قابل توجهی از ترکیبات را از حیوانات استخراج کنند.
سپس برای شناسایی ترکیبات موجود در آنها با استفاده از تکنیک‌هایی مانند کروماتوگرافی و طیف‌سنجی، این ترکیبات جدا شدند.
پژوهشگران پس از شناسایی ترکیبات، ۱۲ آلکالوئید کینولین و ایزوکینولین جدید را کشف کردند که برخی از آنها ترکیبات مولکولی منحصر به فردی را به نمایش گذاشتند.
علاوه بر این، آنها ۶ آلکالوئید دیگر را که قبلاً در این گونه یا گیاهان مشاهده شده بود، پیدا کردند.
در کشت سلولی، برخی از آلکالوئیدها خواص ضد التهابی نشان دادند، در حالی که برخی دیگر نیز توانایی کاهش فیبروز کلیه را نشان دادند.
محققان می‌گویند: این تجمع بافت همبند با بیماری مزمن کلیوی مرتبط است و با التهاب تحریک میشود.
مؤثرترین آلکالوئید دو کاره
پژوهشگران افزودند که پروتئینی را شناسایی کرده‌اند که در فیبروز کلیه نقش دارد و توسط مؤثرترین آلکالوئید دو کاره قابل هدف‌گیری است.
این پروتئین با فیبروز کلیه مرتبط است، زیرا تحت تأثیر قوی‌ترین آلکالوئید موجود در زهر صدپا قرار دارد.
این نشان‌دهنده مکانیسم بالقوه‌ای است که از طریق آن آلکالوئید می‌تواند در درمان بیماری کلیوی مفید باشد.
این کشف می‌تواند راه را برای تحقیقات آینده و توسعه درمان‌های بالقوه برای بیماری‌های کلیوی که یک نگرانی بهداشتی مهم در سطح جهانی است، هموار کند.
این مطالعه در مجله Natural Products منتشر شده است.
۲۳۳۲۳۳
برای دسترسی سریع به تازه‌ترین اخبار و تحلیل رویدادهای ایران و جهان اپلیکیشن خبرآنلاین را نصب کنید. کد خبر 1903080
خودکشی دانشجوی کارشناسی ارشد در کوی دانشگاه تهران