発達中のニューロンが計算能力を高めるために「ミニコンピュータ」を構築する仕組み

図 樹状突起領域。提供: オランダ神経科学研究所 オランダ神経科学研究所（NIN）による新しいマウス研究では、脳の計算能力を高めるために、ニューロンが幼少期に「ミニコンピューター」を構築することが明らかになった。この研究は 出版された ジャーナルで イーライフ。 機能的な脳を構築するには、神経回路を 高い特異性このシステムのキープレーヤーは、 ニューロン 樹状突起と呼ばれるもので、他のニューロンから受け取った情報を処理して統合します。 以前、計算神経科学者は、樹状突起が 1 つの細胞内の多数の個別のセグメントで局所的に情報を計算できると提唱していました。このような「計算サブユニット」または「ミニ コンピューター」は、ニューロンの計算能力を劇的に向上させます。しかし、発達中の生体脳内でニューロンがこれらのミニ コンピューターをどのように配線するかは、まだわかっていません。 しかし、これらのサブユニットの発達を実際に観察できたらどうなるでしょうか? クリスチャン・ローマンのグループによる新しい研究では、研究者は若いマウスの発達中の脳の計算サブユニットを調べました。彼らは実際に、樹状突起、つまり シナプスは、伝達する情報に応じてクラスター化されます。言い換えれば、同様の情報を伝達する隣接するシナプスは、樹状突起領域に一緒にクラスター化されます。 インフォグラフィックの樹状突起領域。提供元: オランダ神経科学研究所 - Eline Feenstra ライブ録音 クリスチャン・ローマンは、「私たちは生きたマウスの皮質にある個々のニューロンの樹状突起からタイムラプスビデオを記録することでこの発見をしました。興味深いことに、この選別はマウスが目を開ける前、つまり、 視覚情報ここでは、隣接するシナプスが頻繁に共活性であることを示しています。シナプスが互いに離れているほど、共活性は低くなります。この自発的な活動 (目が開く前に脳が生成する活動) は、シナプスをドメインに分類するのに十分であり、したがっておそらく計算サブユニットを確立するのに十分であると思われます。 しかし、なぜこれが重要なのでしょうか？この研究は、発達における特定のエラーがなぜ 神経発達障害「これをさらに調査するために、神経発達障害のマウスモデルを調べて、シナプスの選別が欠如しているか、または変化しているかを調べたい。これは、シナプスの選別が成功すれば、 樹状突起 健康な脳の発達にはそれが必要だ」とローマン氏は言う。 この質問への答えは、脳がどのように発達し、 発達 脳の計算能力を低下させる可能性がある。また、高度な情報処理のための生物学にヒントを得た人工ニューロン ネットワークの設計に新たなアイデアをもたらす可能性もある。ローマン氏は、「私にとって最も興味深いのは、ニューロンがいかに具体的に接続され、外界について何も知らなくても、いかに早くこれが可能になるかということだ。脳がこれを実行できるのは驚くべきことだ」と結論付けている。 詳しくは：…