Logo bg.emedicalblog.com

Когато онлайн геймърите са допринесли за голямо научно откритие

Когато онлайн геймърите са допринесли за голямо научно откритие
Когато онлайн геймърите са допринесли за голямо научно откритие

Sherilyn Boyd | Редактор | E-mail

Видео: Когато онлайн геймърите са допринесли за голямо научно откритие

Видео: Когато онлайн геймърите са допринесли за голямо научно откритие
Видео: СТРАННЫЕ НОВОСТИ НЕДЕЛИ - 58 | Таинственный | Вселенная | НЛО | Паранормальный 2024, Март
Anonim
Включвайки ненаситен апетит на хората към нови начини за завинтване и загуба на време, наскоро някои изследователи на Ivy League направиха ключов елемент от работата си в онлайн игра.
Включвайки ненаситен апетит на хората към нови начини за завинтване и загуба на време, наскоро някои изследователи на Ivy League направиха ключов елемент от работата си в онлайн игра.

За да се реши загадката на това, как окото възприема движението и посоката, неврозите първо трябваше да създадат карта на нервните пътища на ретината - от нейния дебел брой възможни връзки. Знаейки, че много ръце (и тъчпада) правят лека работа, те разработиха програма, в която онлайн геймърите са използвали уникалните си умения, за да картографират тези връзки - и да направят нещо продуктивно независимо от себе си.

Очите правят повече, отколкото просто виждат

Популярно погрешно схващане твърди, че възприятието се случва изцяло в мозъка, а милиардите неврони в тялото са просто посланици, които изпращат сурови данни на централния процесор. Всъщност, поне при бозайници, невроните в ретината анализират сложната информация много преди данните да бъдат изпратени на вашия боб.

Това се случва, тъй като в зависимост от вида и местоположението на нервната клетка в ретината, тя ще се задейства от различни видове стимули, като светлина или движение. В проучване от 1964 г. е установено, че определени групи от нервни клетки в ретината на зайци дори се задействат от размера, посоката и скоростта. В действителност, за някои клетки само движение в определена посока би ги задействало, така че движението в другата посока не би било - процес, наречен селективност на посоката.

Необходими са повече от една клетка, за да се определи посоката и заедно те извършват поне един примитивен анализ на данните, преди да го предадат чрез оптичния нерв към мозъка.

Въпреки това, до съвсем наскоро никой не беше сигурен как тези различни невронни клетки се свързват и комуникират.

Клетки в ретината

Няколко вида визуални нервни клетки трябва да си сътрудничат, за да се възприемат посоки: фоторецептори, биполярни неврони и клетки на амакрин със звезда. Фоторецепторите се задействат от светлината, която удря ретината, при което изпращат електрически сигнал до биполярната клетка, която предава сигнала към клетките на ам акрин, които излъчват звезди.

Тези звездни клетки (мислете за велосипедно колело и неговите спици) имат многобройни малки нишки (наречени дендрити), които се простират в безброй посоки, правейки сложни връзки и пътеки, които са трудни за проследяване. В крайна сметка, обаче, информацията се изпраща от звездния взрив до колекция от нервни клетки (наречена ганглий), която в крайна сметка изпраща частично анализираните данни към мозъка.

Извършване на игра извън науката (и учени от геймърите)

Преди да бъдат картографирани каквито и да било връзки, трябва първо да се произведе висококачествено 3D изображение на ретината. Първоначално ретината на мишката беше нарязана на много супер тънки парчета и те бяха сканирани с електронен микроскоп. След като се съберат заедно, е създадено триизмерно изображение, което след това се превърна в игра EyeWire, където играчите са предизвикани да картографират клони на неврон от едната страна на куба към другия. Мислете за него като за 3D пъзел. Играчите преминават през куба (измерват около 4.5 микрона на страна или ~ 10 пъти по-малка от средната ширина на човешката коса) и възстановяват невроните в обемен сегменти с помощта на алгоритъм за изкуствен интелект, разработен в Seung Lab.

За тази Предизвикателство на Старбур, най-добрите 2 000 геймъри са успели да картографират достатъчно на ретината, за да могат изследователите да разпознават поне един от пътищата, използвани за откриване на посока. Учените бяха толкова оценяващи за приноса на геймърите си, EyeWirers бяха включени като съавтори в академичната книга, където бяха публикувани констатациите.

Как ретината разпознава движението

По същество, за всеки дендрит в клетка със звезден взрив, би трябвало да се прикрепи специален тип биполярна клетка (BC3) навън по протежение на дентита и друг тип биполярна клетка (BC2) да бъде прикрепен близо до главината. Двата вида биполярни клетки се запалват при различни скорости, като BC2 има по-голямо забавяне.

Когато светлината се премести, тя стимулира фоторецепторите, които предизвикват пожар и на двата вида биполярни клетки; Често съобщенията от двата типа клетки покрай дендрит ще достигнат клетката на звездите в различни моменти (в малка част поради по-голямото забавяне на BC2).

Обаче, когато разглежданият обект се движи по посока на дадения дендрит, съобщенията, изпратени от двата му типа биполярни клетки (BC2 и BC3), удариха стартовата клетка по същото време, което на свой ред ще бъде достатъчно впечатлено, че изпраща сигнал до своята ганглионна клетка: "Основно казва на мозъка, че обектът се движи в посока, определена от ориентацията на силно изпичащия дендрит."

Авторите на проучването предупреждават, че само малка част от пътищата на ретината са били картирани и че има вероятност други невронни клетки да участват в откриването на движение.

Други мозъчни игри

Не се ограничава само до зрението, EyeWire се надява да картографира всички мозъчни връзки (наречени connectome) и е в ход нов проект за проследяване на нервните пътища, които свързват специфични аромати с емоционалните отговори.

Бонус Неврон Факти

  • Екипът на EyeWire пое огромна задача. Има над 85 милиард неврони в средното човешко тяло и между 19 и 23 милиарда само в мозъчната кора (където малките сиви клетки правят сложното си мислене). За сравнение, най-близкият ни конкурент е африканският слон, който има само 11 милиарда неврони в кората на големия си мозък.
  • Въпреки че конвенционалната мъдрост твърди, че неокортексът (където нашето най-сложно мислене се появява) се среща само при бозайници, скорошната стипендия го поставя под съмнение. Най-малко два вида птици и един от костенурките имат един и същ вид "неокортекоподобни клетки" в различни части на мозъка им, факт, който води някои до въпроса дали те са способни да развиват мозъчни функции. За разлика от тях, морските гъби имат нулеви (0) нервни клетки.

Препоръчано: