Een recent onderzoek gepubliceerd in Nature Physics heeft inzicht gegeven in de vorming van sterke verbindingen binnen neurale netwerken. Een team van onderzoekers van CUNY Graduate Center Initiative for the Theoretical Sciences, Yale, University of Chicago en Harvard heeft datasets van hersenbedrading geanalyseerd bij verschillende soorten, waaronder fruitvliegen, muizen en wormen.
De onderzoekers hebben ontdekt dat een klein aantal neuronen in deze netwerken aanzienlijk sterkere verbindingen met elkaar hebben dan de rest. Deze “zwaarstaartige” verbindingen blijken een cruciale rol te spelen bij de hersenfunctie. Eerdere studies hebben onderzocht hoe deze zeldzame verbindingen worden gevormd en of het proces specifiek is voor elke soort of wordt begeleid door een gemeenschappelijk onderliggend principe.
Met behulp van geavanceerde microscopie- en beeldvormingstechnieken konden de onderzoekers de vorming van deze verbindingen onderzoeken. Ze hebben een wiskundig model ontwikkeld op basis van de Hebbiaanse plasticiteit, een mechanisme uit de neurowetenschappen dat stelt dat neuronen samen verbonden raken wanneer ze tegelijkertijd vuren. Het model beschreef nauwkeurig de herstructurering van de verbindingen tussen neuronen om sterke verbindingen te ontwikkelen.
Bovendien observeerden de onderzoekers, toen het neuronale activiteit in het model werd opgenomen, een ander belangrijk kenmerk van de structuur van het neurale netwerk: clustering. Dit clusteringfenomeen lijkt een gemeenschappelijk kenmerk te zijn bij meerdere soorten, wat wijst op een gedeeld principe bij de vorming van neurale verbindingen.
De bevindingen van dit onderzoek hebben gevolgen voor ons begrip van hersenfunctie en kunnen mogelijk toekomstig onderzoek in de neurowetenschappen informeren. Door de mechanismen achter de vorming van sterke verbindingen in neurale netwerken te identificeren, kunnen onderzoekers inzicht krijgen in de fundamentele principes die de hersenactiviteit reguleren. Verder onderzoek naar deze principes kan leiden tot vooruitgang op gebieden zoals neurale netwerkmodellering en door de hersenen geïnspireerde computermodellen.
The source of the article is from the blog smartphonemagazine.nl