• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Prawo matematyczne proponuje teorię wielkiej unifikacji mózgu

    18.03.2010. 17:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Zespół ds. Oceny Rozwiązań Naukowych i Technicznych (STOA) Parlamentu Europejskiego zorganizował dnia 16 marca 2010 r. konferencję pt. Tydzień Informacji o Mózgu. W ramach wydarzenia zaproszono profesora Karla Fristona z Wellcome Trust Centre for Neuroimaging do zaprezentowania wyników prac, które potencjalnie mogą zrewolucjonizować badania nad mózgiem.

    Profesor Friston opracował prawo matematyczne, które zbliża nas do teorii wielkiej unifikacji mózgu i sposobu jego funkcjonowania. Teoria unifikacji oparta na jednym prostym równaniu mogłaby pomóc w rozwikłaniu tajemnic stojących za zaburzeniami neurogenetycznymi i innymi chorobami oraz samymi procesami decyzyjnymi i uczeniowymi u ludzi. Około 35 procent wszystkich chorób człowieka ma swój początek w mózgu.

    W Europie teoria ta mogłyby doprowadzić do zrewidowania sposobu prowadzenia badań nad mózgiem. Tylko w ubiegłym roku UE wydatkowała ponad 400 mln EUR na leczenie zwyrodnieniowych chorób i zaburzeń mózgu - według Paula Rübiga, kierownika STOA. Poznanie mózgu pomaga naukowcom opracować sposoby leczenia takich chorób. Korzyści będą mogli odnieść nie tylko ludzie, ale wpłynęłyby one również na finansowanie badań nad mózgiem ze środków unijnych.

    Przez całe dekady naukowcy i badacze mapowali mózg za pomocą inwazyjnych technik preparacyjnych oraz przetwarzania obrazu i wizualizacji z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego, promieni Roentgena i osiowej tomografii komputerowej. Mimo że fizyczne obrazy obszarów mózgu człowieka zostały już lepiej poznane, funkcjonalna integracja mózgu człowieka oraz zasady rządzące interakcjami neuronalnymi pozostają owiane tajemnicą. Czy też było tak do momentu opracowania teorii przez profesora Fristona.

    "To podstawowy model mózgu. Jest to dla nas jak spełnienie marzenia, ponieważ teraz dysponujemy teorią, która pomoże nam przekonać się, co się dzieje w mózgu" - mówi dr Thierry Metens z Wydziału Radiologii Szpitala Erasmus przy Université Libre de Bruxelles, który brał udział w konferencji.

    "To było jak olśnienie" - mówi profesor Friston o chwili, w której zdał sobie z sprawę z całego potencjału swojej teorii. "Wszystko od działania po percepcję polega jedynie na minimalizowaniu swobodnej energii. Wyzwaniem jest poznać sprzężenie i integrację obszaru mózgu."

    Praca profesora Fristona opiera się na teorii mózgu Bayesa, która mówi, że mózg funkcjonuje zgodnie z zasadą prawdopodobieństwa i w sposób ciągły dokonuje przewidywań dotyczących świata, które następnie aktualizuje na podstawie zmysłów.

    Teoria profesora Fristona mówi, że działanie i percepcja, zgodnie z zasadą swobodnej energii, prowadzą do optymalizacji aktywności neuronalnej i neromuskularnej w celu tłumienia błędów w przewidywaniu swobodnej energii na podstawie generatywnych modeli danych czuciowych. Swobodna energia jest zasadniczo mechanizmem przewidywania błędu. Można ją wykorzystać w ramach systemu po usunięciu z niego niewykorzystanej energii.

    Na przykład tysiące szpaków, które łączą się w gromady i poruszają się jak jedna masa dokonują tego dzięki samoorganizacji, aby zminimalizować zaskoczenie. Choć ptaki nie są w stanie mierzyć zaskoczenia, mogą mierzyć swobodną energię, która zgodnie z teorią Fristona jest zawsze większa od zaskoczenia. Ptaki będą zatem minimalizować swobodną energię, aby niewielkie błędy prowadziły jedynie do małych zaskoczeń.

    Obok działania i percepcji, minimalizowanie swobodnej energii ma również swój wpływ na uczenie się, neurorozwój i ewolucję.

    "Homeostaza utrzymuje nas przy życiu. Utrzymujemy się przy życiu minimalizując zaskoczenie w swoim środowisku" - dodaje profesor Friston.

    Konferencję uzupełniły warsztaty nt. pomiaru funkcji mózgu. Prelegenci dyskutowali w czasie warsztatów nad ostatnimi postępami w obrazowaniu mózgu, unijną dyrektywą 2004/40/WE oraz jej powiązaniu z rezonansem magnetycznym.

    Zespół STOA zapewnia eksperckie i niezależne oceny rozwiązań naukowych i technicznych o charakterze strategicznym na potrzeby Komitetów Parlamentu Europejskiego i był także współorganizatorem Tygodnia Informacji o Mózgu we współpracy z Europejskim Stowarzyszeniem Dana i Belgijską Radą ds. Mózgu.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Głęboka stymulacja mózgu (ang. deep brain stimulation - DBS) – chirurgiczna metoda leczenia, polegająca na implantacji urządzenia zwanego rozrusznikiem mózgu, które wysyła impulsy elektryczne do określonej części mózgu. Śmierć mózgu – definicja śmierci utożsamiająca śmierć człowieka jako całości z nieodwracalnym ustaniem funkcji mózgu. Obecnie przyjęta w Polsce definicja śmierci jako śmierci całego mózgu obowiązuje od 2007 roku. Rozpoznanie śmierci mózgu pozwala na zaprzestanie dalszego, niecelowego leczenia oraz na pobranie ze zwłok narządów do celów transplantacyjnych. Wstrząśnienie mózgu – zaburzenie czynności pnia mózgu, będące wynikiem urazu lub zniesienia czynności komórek zwojowych mózgu bez znaczących zmian anatomicznych.

    PACI (ang. partial anterior circulation infarct) – częściowy zawał mózgu obejmujący zakres unaczynienia tętnicy przedniej lub środkowej mózgu. Jest to rodzaj zawału mózgu związany z częściową niedrożnością jednej z tętnic krążenia przedniego mózgu (obejmującego tętnicę środkową i tętnicę przednią). Tętnica przednia mózgu (łac. arteria cerebri anterior) – jedna z dwóch gałęzi końcowych tętnicy szyjnej wewnętrznej. Biegnie nad nerwem wzrokowym, a następnie w szczelinie podłużnej mózgu równolegle do tętnicy przedniej mózgu strony przeciwnej. W dalszym przebiegu obie tętnice przednie mózgu: prawa i lewa przewijają się wokół ciała modzelowatego i biegną ku tyłowi wzdłuż jego górnej powierzchni. Od tętnicy przedniej mózgu odchodzą:

    Encefalomalacja, rozmiękanie mózgu (łac. encephalomalatio) – martwica rozpływna komórek tkanki nerwowej w danej części mózgu, spowodowana np. udarem mózgu. Ciało modzelowate, spoidło wielkie mózgu (łac. corpus callosum) – część mózgowia, najsilniej rozwinięte spoidło mózgu. Jest to pasmo istoty białej łączące dwie półkule mózgu. Położone jest na dnie szczeliny podłużnej mózgu.

    TACI (ang. total anterior circulation infarct) – zawał mózgu w obszarze całego przedniego unaczynienia tzn. tętnicy środkowej i tętnicy przedniej mózgu. Neurostymulator (ang. neurostimulator) – jest zasilanym przez baterię urządzeniem zaprojektowanym w celu elektrycznej stymulacji mózgu. Neurostymulatory są integralną częścią chirurgicznie wszczepianych układów takich jak urządzenie do głębokiej stymulacji mózgu (DBS) czy urządzenie do stymulacji nerwu błędnego (VNS), wykorzystywanych w leczeniu chorób układu nerwowego.

    Niedokrwienie mózgu (ang. cerebral ischaemia, łac. ischaemia cerebri) – zaburzenie krążenia krwi w mózgu, spowodowane zakrzepem, skurczem lub uszkodzeniem ściany w określonej tętnicy doprowadzającej krew do mózgu, zatorem takiej tętnicy (najczęstsze są zatory sercowopochodne - materiał zatorowy np. skrzeplina pochodzi z jam serca lub tętniczo-tętnicze - materiałem zatorowym jest skrzeplina przyścienna w tętnicy). Niedokrwienie mózgu może dawać objawy przemijające i jeśli wycofują się one w ciągu 24 godzin, to określamy je jako przejściowe niedokrwienie mózgu czyli TIA, może też spowodować uszkodzenie trwałe i wtedy jest ono określane jako udar mózgu niedokrwienny.

    Zawał mózgu (ang. cerebral infarction) – niedokrwienny udar mózgu. Od udaru mózgu spowodowanego zawałem mózgu należy odróżnić dwa inne rodzaje udarów: krwotok śródmózgowy i krwotok podpajęczynówkowy.

    Implant mózgowy (ang. brain implant) - urządzenie techniczne łączące się bezpośrednio z mózgiem ludzkim lub zwierzęcym zwykle umieszczone na powierzchni mózgu lub podłączone do kory mózgowej (implantowane elektrody domózgowe). Obecnie badania neurobiologów i inżynierów biomedycznych koncentrują się na zbudowaniu takich implantów mózgowych, które byłyby zdolne zastąpić obszary mózgu uszkodzone po udarze lub urazie mózgowym. Obejmuje to także zastąpienie czynności uszkodzonych układów czuciowych, np. wzrokowego (proteza wzroku). Inne implanty mózgowe są wykorzystywane w doświadczeniach na zwierzętach w celu bezpośredniej rejestracji czynności elektrycznej mózgu dla celów naukowych. Niektóre implanty mózgowe umożliwiają stworzenie interfejsu pomiędzy układem nerwowym i układem scalonym komputera, co jest częścią szerszych badań nad interfejsami mózg-komputer. Pranie mózgu (nazywane także reformą procesu myślenia albo reedukacją) — termin używany na określenie działań przymusowych albo o charakterze dobrowolnym mających na celu zmianę poglądów lub zachowań jednej lub większej liczby osób. Dyskusyjne jest to, od jakiego momentu działanie nakierowane na zmianę osobowości należy uznać za pranie mózgu.

    Nidopallium – region w mózgu ptaków używany w większości do niektórych funkcji wykonawczych lecz i także do pewnych zadań poznawczych. W 2002 Avian Brain Nomenclature Consortium (gremium określające nomenklaturę dotyczącą ptasiego mózgu) określeniem "nidopallium" zastąpiło pierwotną nazwę "neostriatum", gdyż sugerowała ona że ten rejon mózgu spełnia role bardziej prymitywne, podobnie jak neostriatum w mózgu ssaków.

    Dodano: 18.03.2010. 17:12  


    Najnowsze