İnsan Beynini Taklit Eden Grafen Bazlı Yapay Sinaps

İnsan Beynini Taklit Eden Grafen Bazlı Yapay Sinaps

By   Aralık 20, 2018   Hiç yorum yok:

Pittsburgh Üniversitesi'nden araştırmacılar, bir dijital bilgisayar gibi bilgiyi işlemeyen, ancak insan beyninin görevleri tamamladığı analog yolu taklit eden, grafen tabanlı bir yapay sinaps geliştirdi. Sinaps, biyolojik sinapslarla karşılaştırıldığında mükemmel enerji verimliliği gösterdi.

Bu çalışmada yer alan Dr. Xiong, "Beynin analog doğası ve masif paralizmi, kısmen insanların karmaşık ve çeşitli veri kümelerinde ses tanıma veya desen tanıma gibi daha yüksek düzeyde bilişsel işlevler söz konusu olduğunda en güçlü bilgisayarları bile geride bırakabilmeleridir" diyor.

Nöromorfik hesaplama olarak adlandırılan yeni bir alan, insan beyninden esinlenen hesaplamalı donanım tasarımına odaklanır. Grafenin iletken özellikleri, araştırmacıların sinaptik bağlantının veya sinaptik ağırlığın gücü olan elektrik iletkenliğini hassas bir şekilde ayarlamalarına izin veriyor.

Son zamanlarda yapay zekanın yeniden canlandırılmasında, bilgisayarlar beyni belli şekillerde çoğaltabilir, ancak bir analog sinaps taklit etmek için yaklaşık bir düzine dijital cihaza ihtiyaç vardır. İnsan beyninin bilgi iletmek için yüzlerce trilyonluk sinapsları vardır, bu yüzden dijital cihazlarla bir beyin inşa etmek imkansızdır veya en azından ölçeklendirilemez. Xiong Lab'ın yaklaşımı, büyük ölçekli yapay sinir ağlarının donanım uygulaması için olası bir yol sağlıyor.

Xiong'a göre, mevcut CMOS (tamamlayıcı metal oksit yarı iletken) teknolojisine dayanan yapay sinir ağları, her zaman enerji verimliliği, ölçeklenebilirlik ve paketleme yoğunluğu açısından sınırlı işlevselliğe sahip olacaktır. Xiong “Sinaptik elektronikler için doğada analog, ölçeklenebilir ve büyük ölçekli entegrasyonlar için uygun yeni cihaz konseptleri geliştirmemiz gerçekten önemli. Grafen sinapsımız şu ana kadar bu şartlardaki tüm kutuları kontrol ediyor gibi görünüyor" diyor.

Giyilebilir elektronik cihazlar ve sensörlerdeki ilkel istihbarat seviyesini güçlendirerek, akıllı sensörler ile sağlığımızı izleyebilir, önleyici bakım ve zamanında teşhis sağlayabilir, bitkilerin büyümesini izleyebilir ve olası zararlı sorunlarını tespit edebilir ve üretim sürecini düzenleyebilir ve optimize edebiliriz. Bu önemli ölçüde toplumumuzdaki genel üretkenlik ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesine katkısı olacaktır.

Analog insan beyni gibi işlev gören yapay bir beynin gelişimi henüz pek uygun değildir ve bir dizi atılım gerektirmektedir. Araştırmacılar bu yeni yapay sinapsları optimize etmek için doğru konfigürasyonları bulmalıdır. Bunları sinir ağları oluşturmak için bir dizi başka cihazla uyumlu hale getirmeleri gerekecek ve büyük ölçekli bir sinir ağındaki tüm yapay sinapsların aynı şekilde davrandığından emin olmaları gerekecektir. Zorluklara rağmen Dr. Xiong, yönettikleri yön konusunda iyimser olduğunu söylüyor.

Kaynak
Nanowerk
Gelişmiş Malzemeler

Devamını Oku

Beyin Kronik Ağrılara Tedavi Sinyali Gönderebilir Miyiz?

Beyin Kronik Ağrılara Tedavi Sinyali Gönderebilir Miyiz?

By   Aralık 03, 2018   Hiç yorum yok:

İlk kez, UNC Tıp Okulu'ndaki araştırmacılar, bir beyin bölgesini zayıf bir alternatif elektrik akımı ile hedefleyebileceklerini, bu bölgenin doğal olarak oluşan beyin ritimlerini geliştirebileceklerini ve eğer kronik alt sırt ağrısı ile ilişkili semptomları önemli ölçüde azaltabileceğini gösterdi.

Journal of Pain  dergisinde yayınlanan ve bu hafta San Diego'daki Nörobilim Konferansı Derneği'nde sunulan sonuçlar, Doktorların bir gün beynin bölümlerini transkraniyal alternatif akım stimülasyonu veya tACS gibi yeni noninvaziv tedavi stratejileri ile hedefleyebileceklerini öne sürmektedir. bu çalışmada araştırmacılar, teorik olarak ortaya çıkan beyin dalgalarını artırmak için kullandıkları kronik ağrının tedavisi için önemliydi.

Carolina Nörostimülasyon Merkezi ve psikiyatri doçent Direktörü kıdemli yazar Flavio Frohlich," birkaç yıldır çok sayıda beyin stimülasyon makalesi yayınladık ve her zaman önemli bir şey öğrendik " dedi. "Ama bu ilk kez kronik ağrı inceledik ve bu, bir çalışmanın üç unsurunun mükemmel bir şekilde dizildiği tek zamandır. Belirli bir beyin bölgesini başarıyla hedefledik, bu bölgenin aktivitesini geliştirdik veya geri yükledik ve bu gelişmeyi semptomlarda önemli bir azalma ile ilişkilendirdik."

Frohlich'in laboratuvarıyla yakından çalışan UNC Tıp Okulu'ndaki Müttefik Sağlık Bilimleri bölümünde Karen McCulloch, PT, PhD tarafından rehberliğinde yüksek lisans öğrencisi olan ilk yazar Julianna Prim, "beyin uyarımı kronik ağrıya sahip insanlara yardımcı olabilirse, hepimizin bildiği opioidlerin yükünü azaltabilecek ucuz, non-invaziv bir terapi olurdu. ciddi yan etkileri olabilir."

Kronik ağrı, dünyadaki sakatlığın önde gelen nedenidir, ancak bilim adamları arasında beyin aktivitesinin durumda nedensel bir rol oynadığına dair fikir birliği yoktur. Frohlich, ağrı araştırma alanının büyük ölçüde kronik ağrının periferik nedenlerine odaklandığını söylüyor. Örneğin, kronik alt sırt ağrınız varsa, neden ve çözüm alt sırtta ve omurgadaki sinir sisteminin ilgili bölümlerinde yatar. Ancak bazı araştırmacılar ve klinisyenler, kronik ağrının daha derinleştiğine, durumun sinir sistemindeki hücrelerin beyindeki nöronların ağları da dahil olmak üzere birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu yeniden düzenleyebileceğine inanıyorlar. Zamanla, teori gider, bu ağlar esasen kronik ağrının bir nedeni haline gelen bir tür nöral rutta sıkışırlar.

Önceki çalışmalar, kronik ağrıya sahip kişilerin anormal nöral salınımlar veya beyin dalgaları yaşadığını gösterdi. Farklı beyin bölgeleri ve çeşitli beyin faaliyetleri ile ilgili çeşitli beyin dalgaları vardır-işleme görsel uyaranlar, ezberleme, yaratıcı düşünme, vb. Konuştuğumuzda, düşünmek, yemek, spor yapmak, televizyon izlemek, hayal kurmak veya uyumak, beyin aktivitemiz elektrik kalıpları oluşturur. EEGs kullanarak ölçebilirsiniz. Bu desenler dalgalanır veya salınır, bu nedenle bir EEG çıktısına yükselen ve düşen dalgalar olarak görünürler.

Beyin aktivitesinin bir türü, uyaranlara katılmadığımız zaman ortaya çıkan alfa salınımları olarak adlandırılır. Sessizlik içinde meditasyon yaptığımızda, duşta hayal kurduğumuzda, hatta atletik aktivite sırasında "bölgede" olduğumuzda bile, alfa salınımları beyne hakim olur. Frohlich'in laboratuarı, bu alfa salınımlarının beynin orta kısmında bulunan ve muhtemelen kronik ağrıya karışan somatosensör kortekste eksik olup olmadığını bilmek istedi. Eğer öyleyse, Frohlich'in ekibi orada alfa dalgalarını artırabilir mi? Ve bu mümkün olsaydı, herhangi bir ağrı kesici olurdu?

Prim ve meslektaşları alt kronik sırt ağrısı olan 20 hastayı işe aldı. Her biri sırt ağrısını "dört" veya en az altı ay boyunca bir ila 10 sübjektif ölçekte daha büyük olarak bildirdi. Her katılımcı, bir ila üç hafta ayrı gerçekleşen iki 40 dakikalık oturum için gönüllü oldu.

Tüm oturumlar sırasında araştırmacılar, hastaların neşterlerine bir dizi elektrot taktılar. Bir oturum sırasında araştırmacılar, doğal olarak oluşan alfa dalgalarını arttırmak için tACS kullanarak somatosensory korteksini hedef aldı. Bir şey düzgün çalışmıyor ve ne olduğundan emin değiliz.daha sonra tekrar deneyin veya bunun yerine bir şehrin, yerin veya adresin yakınında arama yapın. Tüm oturumlar sırasında katılımcılar kafa derisinde karıncalanma hissetti. Sham ve tACS oturumları arasındaki farkı söyleyemezlerdi. Ayrıca, verileri analiz etmekten sorumlu araştırmacılar, her katılımcının sham veya tACS oturumlarına ne zaman uygulandığını bilmiyorlardı ve bu çalışmayı çift kör etti.

Frohlich'in laboratuvarındaki doktora sonrası ilk yazar Sangtae Ahn, frohlich'in ekibinin, kronik alt sırt ağrısı olan insanların somatosensoryal korteksindeki alfa salınımlarını gerçekten başarılı bir şekilde hedefleyebileceğini ve artırabileceğini gösteren verileri analiz etti. Prim ve meslektaşları katılımcıları araştırdıklarında, hepsi subjektif 0-10 ağrı ölçeğine göre, tACS oturumlarını hemen takiben ağrıda önemli bir azalma olduğunu bildirdi. Dikkat çekici bir şekilde, bazı katılımcılar tACS oturumlarından sonra ağrı hissetmediklerini bildirdi. Katılımcılar, sham stimülasyon seanslarından sonra aynı ağrı azalmasını bildirmedi.

Prim," heyecan verici olan şey, bu sonuçların sadece bir oturumdan sonra gerçekleşmesidir " dedi. "Daha uzun bir süre boyunca birden fazla tACS oturumunun etkilerini keşfetmek için daha büyük bir çalışma yapmayı umuyoruz."

Frohlich, laboratuvarının çeşitli kronik ağrıya sahip insanlar üzerinde çalışmalar yapmayı umduğunu söyledi.

"Bu çalışma, bilim adamları ve klinisyenler işbirliği yaptığında mümkün olanın mükemmel bir örneğidir"dedi. "Sonuçta, daha iyi tedaviler, tedaviler ve önleme stratejileri geliştirmek istiyorsak, araştırmacıları bir araya getiren bu tür yeni yaklaşımlar temel öneme sahiptir."

Devamını Oku

Sadece insanlara özgü yeni bir beyin hücresi türü keşfedildi❗

Sadece insanlara özgü yeni bir beyin hücresi türü keşfedildi❗

By   Ağustos 31, 2018   Hiç yorum yok:

Bilim insanları roseship yani kuşburnu adını verdikleri yeni bir beyin hücresi türü keşfettiler.
Keşifi yapan araştırmacılar, iki erkek yetişkin tarafından bağışlanan beyin dokularında fark edilen bu sıradışı hücreyi, anatomik ve genetik parmak izlerine dayanan hücreleri kataloglarken tanımladı. İlginç bir şekilde, ilk bulguların iki farklı grup araştırmacı tarafından iki kez tespit edildiği ve her iki grubun da hücrenin tespit edilmesi aşamasında farklı bir yönden katkı sağladığı belirtildi. 

Lekelenmiş ve mikroskop altında gözlemlenen bu hücreler biraz garip görünmektedir. Bazı araştırmacılara göre yaprakları kaldırılmış bir gülü anımsatmaktadır. Hücreler tarafından aktive edilen pozisyon, anatomi ve genlere bakıldığında, araştırmacıların onları GABAerjik interneuron denilen şeyin 10 alt türüne ayırmalarına izin vermiştir.
Bu hücreler beynimizin trafik ışıklarıdır, kavşakta dururlar ve gelen sinyalleri canlandırarak veya bloke ederek nörotransmitter gama-Aminobütirik aside cevap verirler. Neokortekste tabaka tam olarak sinir hücreleri ile dolu değildir, ancak beynin her tarafına uzanan liflerle iyi bağlantılıdır. Yeni keşfedilen kuşburnu nöronlarının pozisyonları ve yapıları, neokorteksin daha derin bir tabakasında bulunan piramit hücreler olarak adlandırılan uyarıcı hücrelerden gelen sinyalleri bloke etmede bir tür yüksek hassasiyetli rol oynadıklarını göstermektedir.

Beyin Bilimleri Enstitüsü'nden beyin bilimcisi Trygve Bakken keşif ile ilgili yaptığı açıklamada, "Hepimizin inhibitör nöronları ve uyarıcı nöronları var. Ancak bu özel tipteki engelleyici nöron, bu çalışmada yeni olan şeydir. Şekline, bağlantılarına ve ayrıca ifade ettiği genlere baktığınızda her yönüyle özeldir." ifadelerini kullandı. Daha ileride yapılacak araştırmalar bunları diğer primatlarda veya bu konuda başka herhangi bir hayvanda tanımlayabilir. Ancak yapılan çalışmalarda bu yeni hücre türünün sadece insanlara özgü olduğu bilinmekte.

KAYNAK:https://www.webtekno.com/bilim-insanlari-sadece-insanlara-ozgu-yeni-bir-beyin-hucresi-turu-kesfettiler-h52302.html

http://www.sciencemag.org/news/2018/08/mysterious-new-brain-cell-found-people

Devamını Oku