मस्तिष्क को डिकोड करने में कंप्यूटर मॉडल अगला कदम हो सकता है



16 सितंबर, 2022 – दिन भर आपके मस्तिष्क की कोशिकाएं विद्युत और रासायनिक संकेतों के माध्यम से संदेश भेज और प्राप्त कर रही हैं। ये संदेश आपको अपनी मांसपेशियों को हिलाने और अपनी इंद्रियों का उपयोग करने जैसे काम करने में मदद करते हैं – जैसे ही आप अपने भोजन का स्वाद लेते हैं, चूल्हे से निकलने वाली गर्मी को महसूस करते हैं, या इस पृष्ठ पर शब्दों को पढ़ते हैं। अगर हम बेहतर ढंग से समझ सकते हैं कि वे संदेश कैसे भेजे और प्राप्त किए जाते हैं, हम मस्तिष्क-शरीर कनेक्शन में शक्तिशाली अंतर्दृष्टि प्राप्त करेंगे और जब वे कनेक्शन काम नहीं कर रहे हैं तो क्या हो रहा है – जैसे अल्जाइमर और पार्किंसंस जैसे मस्तिष्क रोगों के साथ। उस अंत तक, लॉस एंजिल्स में सीडर-सिनाई में न्यूरोसाइंटिस्ट्स ने बनाया है व्यक्तिगत मस्तिष्क कोशिकाओं के कंप्यूटर मॉडल – आज तक के सबसे जटिल मॉडल, वे कहते हैं। जर्नल सेल रिपोर्ट्स में वर्णित उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग और कृत्रिम बुद्धि, या एआई, मॉडल का उपयोग करते हुए, विद्युत संकेतों के आकार, समय और गति को कैप्चर करते हैं, जिसे मस्तिष्क कोशिकाएं न्यूरॉन्स आग कहते हैं। नया शोध एक दशकों का हिस्सा है। -न केवल संज्ञानात्मक रूप से बल्कि जैविक रूप से, आनुवंशिक रूप से और विद्युत रूप से मस्तिष्क के आंतरिक कार्यों को समझने के लिए वैज्ञानिकों के बीच लंबी खोज। सबसे प्रसिद्ध प्रारंभिक शोधकर्ता एलन लॉयड हॉजकिन, एंड्रयू फील्डिंग हक्सले और जॉन कैरव एक्ल्स थे, जिन्होंने तंत्रिका कोशिका झिल्ली के बारे में अपनी खोजों के लिए 1963 में चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार जीता था। “आज एक अनूठा क्षण है जब विस्तृत, एकल-न्यूरॉन डेटा सेट हैं बड़ी मात्रा में और कई कोशिकाओं के लिए उपलब्ध है, “अध्ययन लेखक, कोस्टास अनास्तासियो, पीएचडी, सीडर-सिनाई में न्यूरोसर्जरी विभाग में एक शोध वैज्ञानिक कहते हैं। “आज के कंप्यूटरों का आकार और गति हमें अन्वेषण करने की अनुमति देती है [detailed] एकल-कोशिका स्तर पर तंत्र – प्रत्येक कोशिका के लिए।” आप कंप्यूटर का उपयोग करके मस्तिष्क कोशिका गतिविधि को कैसे मॉडल करते हैं? पता चला, संचार के लिए उपयोग किए जाने वाले विद्युत दालों के न्यूरॉन्स को कंप्यूटर कोड का उपयोग करके दोहराया जा सकता है। “हमने गणितीय समीकरणों का उपयोग करके इन दालों के अलग-अलग वोल्टेज तरंगों और समय प्रक्षेपवक्रों को दोहराया,” अनास्तासियो कहते हैं। फिर उन्होंने चूहों में प्रयोगों से डेटा सेट का उपयोग करके कंप्यूटर मॉडल बनाए। .ये प्रयोग कोशिकाओं में कुछ चीजों को मापते हैं – जैसे उनका आकार, आकार और संरचना, या वे परिवर्तनों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। प्रत्येक सेल मॉडल इन सभी तत्वों को जोड़ता है और यह प्रकट करने में मदद कर सकता है कि वे कैसे जुड़ते हैं। कंप्यूटर मॉडल जानकारी के दो महत्वपूर्ण टुकड़ों को समेट सकते हैं : सेलुलर मेकअप (मस्तिष्क कोशिकाओं के निर्माण खंड) और मस्तिष्क गतिविधि के दौरान देखे गए पैटर्न। कंप्यूटर की मदद से, डेटा सेट के बीच लिंक स्पष्ट हो जाते हैं। यह यह पता लगाने में मदद कर सकता है कि वास्तव में मस्तिष्क में क्या बदलाव आता है, शोधकर्ताओं ने कहते हैं – विकारों को देखते समय एक महत्वपूर्ण कदम। कंप्यूटर हमें मानव मस्तिष्क के बारे में क्या बता सकता है? मस्तिष्क कोशिका के रोमांचक संभावित उपयोगों में से एक मो dels मस्तिष्क विकारों के बारे में सभी प्रकार के सिद्धांतों का परीक्षण करना होगा जो प्रयोगशाला में प्रयोगों के माध्यम से बनाना मुश्किल या असंभव होगा। इसके अलावा, काम से मस्तिष्क के बारे में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त हो सकती है: मस्तिष्क की कोशिकाएं कितनी समान या भिन्न होती हैं, क्या जोड़ती हैं या उन्हें अलग बनाती हैं, और गुणों के एक स्पेक्ट्रम में इसका क्या अर्थ है। कंप्यूटर और गणित मस्तिष्क के बारे में कहानियां बता रहे हैं, और अनास्तासियो उनके लिए कहते हैं, आकर्षण परिणाम की सादगी और उनके प्रभावों की समृद्धि से आता है। “मैं हमेशा इस सवाल से रोमांचित रहा हूं कि गणितीय समीकरण जीवित, कंप्यूटिंग, जैविक कोशिकाओं का प्रतिनिधित्व कैसे करते हैं – विशेष रूप से मस्तिष्क के लिए, उपरिकेंद्र जो हमें इंसान बनाता है, ”वह कहते हैं। .



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