Informacija

"Ugniježđeni neuroni": Jesu li biološki uvjerljivi?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Postoje li dokazi o postojanju neurona unutar drugih neurona kod ljudi ili drugih organizama? Iz onoga što sam malo naučio o fizičkoj neuroznanosti dok sam učio graditi neuronske mreže, ne vidim kako bi jedna neuronska stanica zapravo mogla sadržavati drugu, kako to ugniježđena struktura implicira; s druge strane, zaključio sam da ću pitati, jer su neuroznanstvenici otkrili tako široku paletu tipova neurona, izlažući sve vrste fascinantnih ponašanja i struktura. Nadalje, pretpostavljam da je moguće zamisliti da se složeno ispaljivanje neurotransmitera može tumačiti na hijerarhijski način, slično ugniježđenim neuronima.

Razlog koji pitam potpuno je praktičan: nedavno sam otkrio da mogu postojati određene prednosti u tretiranju neurona kao ugniježđenih struktura pri izvođenju podataka i objektnog modeliranja neuronskih mreža. Zanima me da li bi takvo gniježđenje moglo biti biološki uvjerljivo i ako je tako, kako bih mogao pronaći više informacija o ovoj temi. Pretražio sam Internet i pregledao teme na StackExchangeu i mogu pronaći referencu na izraz "ugniježđeni neuron".

Uređeno za dodavanje (iz odjeljka komentara, na zahtjev):

Pitam se imaju li neuroznanstvenici trenutno dokaze o biološki ugniježđenim neuronima. To je vrlo jednostavna stvar da-ili-ne; ili profesionalni neuroznanstvenici imaju takve dokaze u ruci ili ih nemaju.


Zanemarujući izvedivost neurona unutar neurona in silico, odgovor na

Postoje li dokazi o postojanju neurona unutar drugih neurona kod ljudi ili drugih organizama?

s praktičnog, biološkog gledišta je Ne.

Književno gledište
Najjači argument protiv neurona koji je ugrađen (namjerno neću reći "ugniježđen" jer ima proračunski i statistički okus) u drugom neuronu je: nikad nisam čuo za to. Mogao bih citirati svaki neuro udžbenik koji imam ne spominjući fenomen, ali kladim se da to nema previše smisla, pa otuda ovaj argument koji se ne spominje.

Fiziološki pogled
Neuronima je potreban membranski potencijal za rad, npr., da aktiviraju potencijale djelovanja ili mijenjaju njihovu membranu postupno. Taj membranski potencijal je, uz možda dvije iznimke, uvijek negativan. To jest, iznutra negativno, izvana neutralno. Neuron unutar neurona pružio bi negostoljubive životne uvjete za prve. Ni ovo potonje ne bi bilo previše sretno. Prvi neće moći izgraditi normalni gradijent visokog Na+ izvan ćelije, a visoki K+ iznutra, budući da bi omotački neuron pokušao učiniti točno istu stvar. Unutarnja ćelija tako bi izgradila gradijent (pritisnite Na+ van) i ćelija koja omotava ponovno bi transportirala Na+ van. Za K.+ dogodilo bi se obrnuto (vidi Na+, K+-ATPase za pozadinu). Ukratko, unutarnja stanica ne bi mogla izgraditi membranski gradijent, dok bi se vanjska stanica morala nositi s dosadnim parazitom koji kvari svoju ionsku homeostazu. Unutarnja stanica će umrijeti, jer mnogi procesi vitalni za stanicu trebaju gradijent (ionski transport hranjivih tvari duž membrane, odlaganje smeća), a vanjska stanica bi tada konačno bila sretni neuron, blokirajući krhotine u svojoj nutrini.

Teleološki pogled
Fizički ugrađeni neuroni nemaju smisla. Jednostavno, jer neuroni u osnovi postoje za prijenos informacija s jednog neurona na drugi. Udžbenički primjer neurona (slika 1) ima ulazni dio (dendritičko područje), dio koji prelazi prostor za pokrivanje udaljenosti (akson) i izlazni dio (aksonski terminal). Svaka obrada koja se događa unutar neurona obavlja se prvenstveno logičkim operatorima kao što su zbrajanje, oduzimanje i integracija (putem dendritičkog stabla prikupljanjem informacija) i dobivanje kontrole (inhibitorni ili pobudni utjecaji u dendritičkoj regiji, staničnom tijelu ili aksonskom dijelu). No, na kraju, neuron je dizajniran za dobivanje informacija od A do B. Stoga, neuron unutar neurona nema smisla s neurofiziološke točke gledišta.


Slika 1. Udžbenički primjer motornog neurona. Neuron prima informacije iz viših motornih područja u dendritičkoj regiji i stimulira mišić koristeći akcijske potencijale. Oznaka brzine koristi se za regulaciju jačine mišićne kontrakcije. izvor: Obes DVR Lists.

Referenca
- Purves et al. (ur.) Neuroznanost, 2nd izd. Sunderland (MA): Sinauer Associates (2001). Ionska osnova akcijskih potencijala


Evo nekoliko bilješki i ideja, a nadamo se i odgovora na vaše pitanje:

  1. Nove membrane nastaju postupkom tijekom podjela dok čitate u genetici; ponekad naziva embriogenezu.To su samo podjele citoplazme. Predlaže se da se sloj koji razdvaja nuklide polarizira prema nuklidima unutar jedne citoplazme. Dakle, kako bi se moglo naslutiti po definiciji riječi "stanica", obično u konačnom obliku tkiva neće biti stanice unutar stanice (ili njezine citoplazme). Bit će podijeljene u dvije ćelije, kao što se uvijek u znanosti događa "obično" (ovaj članak pruža neke pozadine o tome kako ovaj mehanizam funkcionira).

  2. Postoje, međutim, vezikule, jednostavno vrećice s nekim kemijskim tvarima (npr. Neurotransmiteri). Spajaju se u staničnu membranu na njezinim terminalima, a neki N.t. bio bi pušten. Oni ipak nisu žive stanice, ali je njihov vanjski sloj sličan onima u pravoj stanici, napravljen u obliku fosfolipidnog dvosloja.

  3. Umjesto neurona, u živčanom sustavu postoji još nekoliko stanica, tzv Glija, čak i više od neurona. Čini se da njihova glavna uloga podržava neurone i sinapse. Možda ih smatrate potpornim stanicama, zajedno s neuronom ili sinapsom koja im pomaže aktivirati ili deaktivirati. Postoje nedavne studije koje istražuju ulogu Gliasa u mozgu.

  4. Neuroni (na primjer u korteksu, koji je najutjecajnije područje mozga zainteresirani informatičari) ne izvode sami aktivacije. Ali oni tvore mrežu; zapravo mreže mreža. U korteksu zajedno tvore stupce, super stupce, a u čovjeku oko 6 slojeva. Obično proučavaju skupine, stupce ili veće oblike međusobno povezanih neurona, osim u invazivnim tehnikama snimanja pojedinačnih neurona. Dakle, neuroni su u nekom smislu proučavani radeći računanja "U prosjeku", ali ne sam. Čak se i aktivacija u neuronima (akcijski potencijali) generira na mjestu koje se naziva aksonsko brdo, što ne racionalizira da dvije stanice mogu jednostavno generirati dva neovisna signala, a zatim ih spojiti zajedno; to se može učiniti lakše na razini sinapsi jer je priroda samo lijenčina i odaberite najbolje slučajne ishode.

  5. Sinapse su mjesto gdje se informacije pohranjuju u umjetnim i prirodnim neuronskim mrežama. Dakle, čak ni ćelija unutar ćelije (povezana) ne pruža daljnja poboljšanja (poput novih trendova pružanja računalne snage potrebne za duboke mreže). Stanicom unutar ćelije u ANN-ovima samo dodajete drugu vezu i eventualno novi sloj. Možete učiniti isto definiranjem novog sloja kao u dubokim mrežama.

  6. Akcijski potencijali za slanje signala aktivacije naprijed u stanici izvode se i razvijaju na mjestima izvan staničnog tijela (soma). Obično se javljaju u dendritima i uglavnom u aksonima. Biološki gledano. Stanično tijelo unutar staničnog tijela ne pomaže niti se miješa u proračune ili komunikaciju. Ako se to dogodi u stvarnom svijetu, postoje samo mutacije, ili pogrešno ili u laboratoriju razvijene (Moguće je, zar ne?); slično, druga rješenja izvode isti mehanizam, na primjer poput jednog neurona, ili dva povezana neurona normalno kroz jednu sinapsu.

  7. Iako bi se ideja mogla istraživati ​​samosličnim sustavima (fraktalima), dimenzija mjera samosličnosti, dinamički sustavi i općenito teorija kaosa. U neuronskom sustavu ova fraktalna dimenzija je cijeli broj na razini stanice (jedna stanica). Možete, međutim, proučiti kako ta samosličnost funkcionira za umjetne neuronske mreže :-).


Pokušao sam sagledati vaše pitanje iz perspektive računalne znanosti inspirirane biologijom ... i nadam se da pomaže :-)


Kao što drugi odgovori ističu, ne postoji neuron unutar drugog neurona, tj. Doslovno ugniježđeni neuron.

Međutim, sa stajališta umjetne neuronske mreže, postoje dokazi da jedan piramidalni neuron može djelovati kao hijerarhijska dvoslojna mreža zahvaljujući svom dendritičkom stablu. Da citiram sažetak rada

Lokalni supralinearni zbroj pobudnih ulaza koji se javljaju u dendritima piramidalnih stanica, takozvani dendritički šiljci, rezultira neovisnim dendritičkim podjedinicama sa šiljcima, koje pretvaraju piramidalne neurone u dvoslojne neuronske mreže sposobne za izračunavanje linearno nerazdvojivih funkcija, kao što su kao ekskluzivno ILI.

To znači da se neuron ponaša kao da ima mnogo ugniježđenih podjedinica, koje su zapravo samo grane dendritičkog stabla, a ne pravi neuroni.

Nisam stručnjak u tom području, ali trebali biste pogledati rad Borisa Gutkina koji je trenutno u Moskvi.


Kako razumijem ideju paralelnog računalstva, ideja masovnog paralelizma je smanjiti veličinu (računalnih) čvorova uz maksimiziranje veza između čvorova. Ako pogledate evoluciju superračunala, u početku su bili izgrađeni od vrlo moćnih superskalarnih procesora. No, kako vrijeme prolazi, pokušavaju izgraditi više međusobno povezanih lakših procesora. To je zato što je komunikacija usko grlo u superračunarstvu. Moćni čvorovi izračunavaju previše informacija koje su im potrebne da bi bili u pripravnosti da bi primili/poslali više do/od svojih (udaljenih) susjeda. Nema smisla stvarati vrlo moćne čvorove, već umjesto toga trošiti prostor stroja na više kabela.

Neuronske mreže su krajnji strojevi paralelizma. Njihovi računski čvorovi, neuroni, što su jednostavniji. Paradigma, poznata kao konekcionizam, znači da se računanje postiže pojavljivanjem rezultata kada jednostavni čvorovi međusobno komuniciraju. Sastoji se uglavnom od kabela. U NN računanje se vrši pomoću više sinapsi među neuronima, a ne samim neuronom. Ideja je da se trebate izravno povezati s što više drugih neurona. Brojne povezane neurone možete smatrati jednim neuronom (podmrežom), ali zašto i, zasigurno, ne želite izolirati neurone fizičkim omotom kako biste ih prisilili da se povežu samo jedni s drugima i spriječili moguće veze ostatak neuroni. Čini se nepotrebnim, teškim za provedbu i ne samo rasipnim, već i štetnim ograničenjem.

Jedva da ima mjesta za drugu (pod) neuronsku mrežu u neuronu. Možete sami odlučiti, analizirajući funkciju neurona, kako je možete implementirati. Koliko ja znam, biološki vjerojatni neuroni sa šiljcima izrađeni su od jednostavnog kondenzatora+otpornika+nečega što izaziva skok ako naboj kondenzatora pređe neki prag. Ništa ne ukazuje na to da ili možete uklopiti drugu neuronsku mrežu u neuron ili vam je potrebna za simulaciju.

Zašto ne pretpostaviti postojanje ljudi unutar neurona ili manje glave u ljudskoj glavi? Glava napravljena od drugih glava može dati više snage.


Gledaj video: NAJBOLJA BILJKA ZA MOZAK!!! PAMĆENJE, KONCENTRACIJA I MENTALNE SPOSOBNOSTI! (Kolovoz 2022).