این مدل برنامه ریزی کاملی از حرکت در مغز را توصیف می کند – ScienceDaily


هر روز بدون تلاش حرکات گیرنده بی شماری انجام می دهیم. ما یک کلید را در دست می گیریم ، درب ورودی را با فعال کردن دسته در باز می کنیم ، سپس آن را از بیرون بسته و با کلید قفل می کنیم. آنچه از نظر ما طبیعی است بر اساس فعل و انفعال پیچیده چشم ، مناطق مختلف مغز و در نهایت عضلات بازو و دست ما است. برای اولین بار ، متخصصان مغز و اعصاب از مرکز پستانداران آلمان (DPZ) – موسسه تحقیقات لایب نیتس در گوتینگن – مدلی را ایجاد کرده اند که می تواند به طور یکپارچه کل برنامه ریزی حرکت از دیدن یک جسم تا گرفتن آن را نشان دهد. داده های عصبی و حرکتی خسته کننده آزمایش های انجام شده برای گرفتن دو میمون رزوس نتایج مهمی برای توسعه این مدل به دست آورده است ، این یک شبکه عصبی مصنوعی است که با استفاده از تصاویری که اشیا specific خاصی را نشان می دهد ، قادر به شبیه سازی فرایندها و فعل و انفعالات مغز برای پردازش است. از این اطلاعات داده های عصبی از مدل شبکه مصنوعی توانستند داده های بیولوژیکی پیچیده حاصل از آزمایشات حیوانی را توضیح دهند و بنابراین اعتبار مدل عملکردی را ثابت کنند. این می تواند در طولانی مدت برای ایجاد نوروپروتزهای بهتر استفاده شود ، به عنوان مثال برای غلبه بر اتصال عصبی آسیب دیده بین مغز و اندام ها در پاراپلژی و در نتیجه برای بازگرداندن انتقال دستورات از مغز به بازوها و پاهاPNAS)

میمون های رزوس مانند انسان ها دارای سیستم عصبی و بینایی بسیار پیشرفته ای هستند و همچنین توانایی کنترل موتورهای دستی را دارند. به همین دلیل ، آنها به ویژه برای مطالعه حرکات ادراکی مناسب هستند. از مطالعات قبلی در مورد میمونهای رزوس مشخص شده است که فعل و انفعال سه ناحیه مغزی عامل تصرف یک جسم هدف است. با این حال ، تاکنون هیچ مدل دقیق عصبی برای نشان دادن کل فرآیند از پردازش اطلاعات بصری تا کنترل عضلات بازو و دست برای گرفتن این جسم وجود نداشته است.

برای توسعه چنین مدلی ، دو میمون نر رزوس آموزش دیدند تا 42 شی از اشکال و اندازه های مختلف را که به ترتیب تصادفی به آنها ارائه شده بود ، درک کنند. میمون ها از یک دستکش دیتا استفاده می کردند که به طور مداوم حرکات دست ، دست و انگشتان آنها را ثبت می کرد. این آزمایش ابتدا با روشن كردن جسمی كه باید صید شود در حالی كه میمون ها به یك نقطه قرمز رنگ در زیر جسم نگاه می كردند و پس از یك سیگنال چشمك زن ، حركت گرفتن را با تاخیر كوتاهی انجام می دادند. این شرایط اطلاعاتی را درباره زمانی که مناطق مختلف مغز برای تولید حرکت چسبنده و فعال سازی های عضلانی مربوطه براساس سیگنال های بینایی فعال هستند ، فراهم می کند.

در مرحله بعدی ، تصاویر 42 شی objects گرفته شده از منظر میمون ها به یک شبکه عصبی مصنوعی در رایانه منتقل می شود که عملکرد آنها از فرآیندهای بیولوژیکی مغز تقلید می کند. مدل شبکه شامل سه مرحله به هم پیوسته ، مربوط به سه ناحیه مغزی قشر میمون ها بود و ایده معنی داری از پویایی شبکه های مغزی ارائه می داد. پس از آموزش مناسب با داده های رفتاری میمون ها ، این شبکه توانست حرکت حبس میمونهای رزوس را به طور دقیق منعکس کند. وی قادر به پردازش تصاویر اشیا recogn قابل تشخیص بود و قادر به تولید پویایی عضلانی مورد نیاز برای درک دقیق اشیا بود.

نتایج بدست آمده با استفاده از مدل شبکه مصنوعی با داده های بیولوژیکی آزمایش میمون مقایسه شد. مشخص شد که پویایی عصبی مدل کاملاً با پویایی عصبی نواحی مغزی قشر میمون ها سازگار است. هانسجورگ شربرگر ، رئیس آزمایشگاه مغز و اعصاب در این آزمایشگاه می گوید: “این مدل مصنوعی برای اولین بار از نظر بیولوژیکی واقع گرایانه ، پردازش عصبی از مشاهده جسم تا تشخیص اشیا، ، تا برنامه ریزی عمل و کنترل عضلات بازو را هنگام گرفتن توصیف می کند.” DPZ ، و وی می افزاید: “این مدل به درک بهتر فرایندهای عصبی در مغز کمک می کند و در طولانی مدت می تواند برای ایجاد نورو پروتزهای موثرتر مفید باشد.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط Deutsches Primatenzentrum (DPZ) / مرکز نخستین های آلمان. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>