私たちの脳がどのようにニューロンを発達させ、成長させるかを示す新しいコンピューターシミュレーションが、サリー大学の科学者によって構築されました。研究者らは、脳の仕組みについての理解を深めるとともに、このモデルが神経変性疾患の研究、そしていつかは脳組織の再生を助ける幹細胞の研究にも貢献できることを期待している。
研究チームは、近似ベイジアン計算 (ABC) と呼ばれる手法を使用しました。これは、シミュレーションを実際のニューロンの成長と比較することでモデルを微調整するのに役立ちます。このプロセスにより、人工脳が実生活におけるニューロンの成長と接続の形成方法を正確に反映することが保証されます。
このシミュレーションは、記憶保持に関与する脳の重要な領域である海馬のニューロンを使用してテストされました。研究チームは、彼らのシステムが実際の海馬ニューロンの成長パターンを模倣することに成功したことを発見し、この技術が脳の発達を詳細にシミュレートできる可能性を示しました。
私たちの脳がどのように機能するかは、依然として科学における最大の謎の 1 つです。このシミュレーションと人工知能の急速な進歩により、ニューロンがどのように成長し、通信するのかの理解に近づいています。私たちは、いつかこの研究がアルツハイマー病やパーキンソン病のような重篤な病気のより良い治療法につながり、何百万もの人々の生活を変えることができることを願っています。」
ローマン・バウアー博士、サリー大学コンピューターサイエンスおよび電子工学部
モデルの精度は、モデルのキャリブレーションに使用されるデータの品質と密接に関係しています。実際のニューロン データが限られているか不完全な場合、シミュレーションの精度が低下する可能性があります。現在のモデルは、海馬錐体細胞などの特定のニューロンの成長を再現する点で目覚ましい結果を示していますが、他のタイプのニューロンや脳の領域を正確にシミュレートするには、さらなる調整が必要になる可能性があります。
コンピューター シミュレーションは、バウアー博士が共同開発した BioDynaMo ソフトウェアから構築されています。このソフトウェアは、科学者が生物学、社会学、生態学、金融などの多次元エージェントベースのシミュレーションを簡単に作成、実行、視覚化できるようにサポートします。
この研究はJournal of Mathematical Biologyに掲載されました。
ソース：
参考雑誌:
デュスワルド、T.、 ら。 (2024) 近似ベイジアン計算による確率論的、エージェントベースのニューロン成長モデルの校正。 数理生物学ジャーナル。 doi.org/10.1007/s00285-024-02144-2。
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#新しいコンピューターシミュレーションは脳機能に関する洞察を提供します
2024-10-10 12:16:00