Ein team unter der Leitung von Lida Kanari meldet jetzt ein neues system für die Unterscheidung der Zelltypen im Gehirn, eine Algorithmische Klassifikation Methode, die die Forscher sagen, profitiert das gesamte Gebiet der Neurowissenschaften. Blue-Brain-Gründer Professor Henry Markram sagt, „seit fast 100 Jahren, die Wissenschaftler haben versucht, dem Namen Zellen. Sie haben die Beschreibung Sie in der gleichen Weise, dass Darwin beschrieb die Tiere und die Bäume. Nun, das Blue-Brain-Projekt entwickelt hat, einen mathematischen Algorithmus, um Objektiv zu klassifizieren die Formen der Neuronen im Gehirn. Dies wird es ermöglichen, die Entwicklung einer standardisierten Taxonomie [Einteilung der Zellen in unterschiedliche Gruppen], in der alle Zellen im Gehirn, die helfen, die Forscher vergleichen Ihre Daten in einer zuverlässigeren Art und Weise.“
Das team entwickelte einen Algorithmus zur Unterscheidung der Formen der häufigsten Art von neuron in der Großhirnrinde, die pyramidalen Zellen. Pyramidenförmige Zellen sind unverwechselbar Baum-ähnlichen Zellen, aus denen sich 80 Prozent der Nervenzellen in der Großhirnrinde, und wie Antennen, sammeln von Informationen von anderen Neuronen im Gehirn. Im Grunde sind Sie die Mammutbäume des Gehirns Wald. Sie sind erregend, senden Wellen der elektrischen Aktivität durch das Netzwerk, wie Menschen wahrnehmen, handeln und fühlen.
Der Vater der modernen Neurowissenschaften, Ramón y Cajal, zog erste pyramidenförmige Zellen, die vor über 100 Jahren, beobachtet unter einem Mikroskop. Doch bis jetzt haben Wissenschaftler nicht, einen Konsens erreicht, die auf die Arten der Pyramidenzellen. Anatomen wurden zuweisen von Namen und debattieren die verschiedenen Arten im letzten Jahrhundert, während die Neurowissenschaft bisher nicht sicher sagen, welche Arten von Neuronen sind subjektiv geprägt. Auch für eine sichtbar unterscheidbare Nervenzellen, es gibt keine gemeinsame Basis, um konsequent zu definieren morphologischen Typen.
17 Arten von pyramidalen Zellen
Die Studie von Blue Brain beweist zum ersten mal, dass Objektive Klassifizierung dieser pyramidenförmigen Zellen ist möglich durch die Anwendung von Werkzeugen aus der algebraischen Topologie, einem Zweig der Mathematik, das Studium der Form, die verbindungen und die Entstehung von globalen Struktur von lokalen Einschränkungen.
Blue Brain ist der Pionier bei der Verwendung der algebraischen Topologie zur Bewältigung ein breites Spektrum der Neurowissenschaften Probleme, und mit dieser Studie hat wieder einmal gezeigt, seine Wirksamkeit. In Zusammenarbeit mit Professoren Kathryn Hess, EPFL und Lief Levi von der Universität von Aberdeen, Blau Gehirn entwickelt einen Algorithmus zur objektiven Klassifizierung von 17 Arten von pyramidalen Zellen in der Ratte somatosensorischen Kortex. Die topologische Klassifizierung erfordert keine fachlichen input, und ist nachweislich robust sein.
Die Struktur der meisten Neuronen ähnelt einer komplexen Struktur, mit mehreren Niederlassungen Verbindung zu anderen Neuronen und kommunizieren über elektrische Signale. Wenn wir uns immer die längste (persistent) Komponenten der Nervenzelle Aufbau und zerlegen die kleineren Zweige, die können wir verändern, seine Baum-wie Struktur in einer barcode—ein mathematisches Objekt, das als Eingabe verwendet werden, für jede Maschine-learning-Algorithmus, wird die Klassifizierung der Neurone in verschiedene Gruppen.
„Arten“ von Gehirn-Zellen
Jedes neuron klassifizierungsprozesses stellt sich die Frage: Sind zwei Zellen, die anders Aussehen, nur Teil eines Kontinuums ändert sich allmählich Unterschiede (wie andere Rassen von Hunden) oder sind Sie wirklich verschiedenen „Arten“ von Neuronen? In anderen Worten, sind Sie diskrete oder kontinuierliche morphologische Variationen von einander? Dies kann beantwortet werden, indem die neue topologische Klassifizierung und Gruppierung der verschiedenen „Arten“ von Gehirn-Zellen, jede mit Ihren eigenen charakteristischen „Rassen.“
„Das Blue-Brain-Projekt Digital zu rekonstruieren und zu simulieren, um das Gehirn, und diese Forschung stellt eine der festen Grundlagen die benötigt werden, um alle Arten von Neuronen zusammen“, erklärt der Kanari. „Durch die Beseitigung der Mehrdeutigkeit von Zelltypen, den Prozess der Identifizierung der morphologischen Typ der neuen Zellen werden vollständig automatisiert.“