Henry John Markram;Sinir bilimci

 Henry John Markram (d. 28 Mart 1962 ), Güney Afrika doğumlu İsrailli bir sinir bilimci , İsviçre'de profesör, Mavi Beyin Projesi'nin yöneticisi ve İnsan Beyni Projesi'ninkurucusudur .

Markram 2013 yılında. 

Doktora çalışmaları sırasında, asetilkolinin sinaptik plastisiteye bağlı birincil reseptörü modüle ettiğini göstererek asetilkolin ve hafıza mekanizmaları arasında bir bağlantı keşfetti.

İletkenliklerin dinamik bozulmasıyla gradyan tahmini için sinaptik plastisite kuralı.

🔻Sinirbilimde sinaptik esneklik; sinapslarınaktivitelerinin artmasına veya azalmasına yanıt olarak zamanla güçlenme veya zayıflamayeteneğidir. 

Anıların beyindeki büyük ölçüde birbirine bağlı sinir devreleri tarafından temsil edildiği varsayıldığından , sinaptik esneklik öğrenme ve hafızanın önemli nörokimyasal temellerinden biridir. 

🔻 Asetilkolin ( ACh ), birçok hayvan türünün (insanlar dahil) beyninde ve vücudunda nörotransmitter olarak işlev gören organik bir bileşiktir. 

sinir sisteminin motor nöronlarının kasları harekete geçirmek için salgıladığı kimyasaldır . Bu özellik, kolinerjik sistemleri etkileyen ilaçların felçten konvülsiyonlara kadar çok tehlikeli etkilere sahip olabileceği anlamına gelir. Asetilkolin ayrıca otonom sinir sisteminde hem sempatik hem de parasempatik sinir sistemi için dahili bir iletici olarak ve parasempatik sinir sistemi tarafından salgılanan son ürün olarak bir nörotransmitterdir.  

Asetilkolinin biyolojik olarak aktif olduğu ilk olarak 1906'da Reid Hunt (1870–1948) ve René de M. Taveau'nun kan basıncını son derece küçük dozlarda düşürdüğünü bulmasıyla fark edildi.

1867'de Adolf von Baeyer kolin ve asetilkolinin yapılarını çözdü ve her ikisini de sentezledi.

Bu, Frederick Walker Mott ve William Dobinson Halliburton'un 1899'da kolin enjeksiyonlarının hayvanların kan basıncını düşürdüğünü fark etmesinden sonraydı.

Golgi yöntemi ile boyanmış bir insan neokortikalpiramidal hücresi .

İşlev; Kortikospinal yol

Piramidal nöronlar, kortikospinal yoldaki birincil sinir hücresi türüdür . Normal motor kontrolü, kortikospinal yoldaki aksonlar ile omurilik arasındaki bağlantıların gelişimine bağlıdır. Piramidal hücre aksonları, belirli bağlantılar kurmak için büyüme faktörleri gibi ipuçlarını takip eder. Uygun bağlantılarla, piramidal hücreler görme rehberliğindeki motor fonksiyonundan sorumlu devrede yer alır. 

Araştırma;

Elise F. Stanley ile sinaptik terminallerdeki iyon kanallarını inceledi. Minerva Üyesi olarak daha sonra Almanya , Heidelberg'deki Max Planck Enstitüsü'ndeki Bert Sakmann Laboratuvarı'na gitti ve burada meslektaşlarıyla birlikte eşik altı aktivite ve tek aksiyon potansiyellerinin dendritlere geri yayılmasıyla ortaya çıkan dendritlerdeki kalsiyum geçişlerini keşfetti. Ayrıca nöronlar arasındaki bağlantıyı incelemeye başladı ve 5. katman piramidal nöronların nasıl birbirine bağlı olduğunu ayrıntılı olarak açıkladı .

nöronlar arasında işleyen bir öğrenme mekanizmasını ortaya çıkarmak için tek pre- ve post-sinaptik aksiyon potansiyellerinin göreceli zamanlamasını değiştirerek, milisaniye aralığındaki göreceli zamanlamanın nöronlar arasındaki bağlantı gücünü etkilediğini ortaya koydu. Bu tür zamanlamanın önemi birçok beyin bölgesinde yeniden üretildi ve sivri uç zamanlamasına bağlı sinaptik plastisite (STDP) olarak bilinir. sinaptik öğrenmenin yalnızca bağlantıların güçlerini değiştirmekten ziyade sinaptik dinamiklerde bir değişikliği (sinaptik etkinliğin yeniden dağıtımı olarak adlandırılır) de içerebileceğini keşfetti. 

Wolfgang Maass  ile birlikte kendisi ve ekibi, sıvı hal makinesi veya yüksek entropi hesaplaması adı verilen teoriyi geliştirdiler. 

lazer ve elektriksel uyarımla birleştirilmiş çoklu nöron yama kelepçesi kayıtları ve çoklu site elektriksel kayıt, kimyasal görüntüleme ve gen ifadesi gerçekleştirmek için araçlar geliştiriyor.

 2013 yılında Avrupa Birliği , Markram liderliğindeki İnsan Beyni Projesi'ne 1,3 milyar dolarlık bir fon sağladı . Markram, projenin on yıl içinde bir süper bilgisayarda tüm insan beyninin bir simülasyonunu yaratacağını ve Alzheimer hastalığının ve diğer beyin bozukluklarının tedavisinde devrim yaratacağını iddia etti.

8 Ekim 2015'te Mavi Beyin Projesi, yeni doğmuş bir sıçanın somatosensoriyel korteksinin mikro devresinin ilk dijital yeniden yapılandırmasını ve simülasyonunu yayınladı. 

🧠

⚠️Beyin gri ve beyaz maddeden oluşur. Gri madde sinir hücrelerinin gövdelerini içerirken beyaz madde bu hücrelerin akson uzantılarını içerir. Bu nedenle gri madde bilgi işleminin bütünleyici aşamasında, beyaz madde ise iletici aşamasında önemlidir.❗️

Piramit hücreler yiyecekleri kategorize ediyor

Yemek yemek, tat ve kokular yanında görüntü ve diğer pek çok özelliği ile beynimizde çok fazla uyaran oluşturan bir eylem. Uzmanlar beynimizde yediğimiz şeyi tanımamıza, tadını ve dokusunu kavramamıza, bunu doğru gıda kategorisine yerleştirmemize yardımcı olan yeri buldu. 

Augusta Üniversitesi'ndeki Georgia Tıp Okulu'ndan araştırmacılar, bilgilerimizin beyinde kategoriler halinde sakladığımızı ifade ediyor. Bir kütüphane gibi, ilgili bütün hatıralarımızı kategoriler halinde diziyoruz.

Neurobiology of Learning and Memory dergisinde yayınlanan çalışmaya göre beynin amigdala bölgelerinde yer alan piramit hücreler bir elmayı bir domatesten ayırmamızı, bunları kahvaltı veya akşam yemeği gibi kategorilere dağıtmamızı sağlıyor.

-----

Rate This

Anilarin Kavramsal Olmaktan Cok Fiziksel Olduklari Kanitlandi.

MIT (Massachusetts Institute of Technology) araştırmacıları, tarihte ilk defa anıların belirli beyin hücrelerinde saklandığını gösterdi. Araştırmacılar küçük bir sinir hücresi (nöron) kümesini tetikleyerek deneğin belirli bir anıyı anımsamasını sağladı. Bu sinir hücreleri alındığında denek söz konusu anısını kaybetti.

Sizin de hayal ettiğiniz üzre, işin sırrı belirli sinir hücrelerini aktif hale getirmekte, ki bu sinir hücreleri oldukça küçükler ve elektrot bağlayabileceğiniz cinsten şeyler değiller. Belirli sinir hücrelerini aktif hale getirebilmek için araştırmacılar optogenetiği kullandılar. Optogenetik, bilimin çığır açan yeni bir alanı ve hücrelere genetik olarak müdahale edilerek ışığa duyarlı hale gelmesiyle ilgileniyor. Ardından bu modifiye edilmiş hücreler laser ışığı tutularak tetikleniyorlar. Bunun için deneğin kafatasına bir delik açılıyor ve küçük bir sinir hücresi kümesine lazer ışığı tutuluyor.

Hemen panik olmayın, MIT’nin bu deneylerde fareleri kullandığını hatırlatmak isteriz. Ancak insan beyninin de aynı şekilde çalıştığını belirtmemize gerek yoktur herhalde. Bu deneyi gerçekleştirebilmek için MIT genetik olarak elden geçirilmiş, optogenetik sinir hücreli fareler yetiştirdiler –ve belirtmeliyiz optogenetik beyinli insan üretmemiz için önümüzde daha uzun bir yol var.

MIT bu deneyde, fare beyninin hippocampus bölgesinde bir korku anısı yaratmak için ona elektrik şoku verdi (yukarıdaki resimde görebilirsiniz). Sonrasında laser ışığı kullanılarak anının saklandığı sinir hücrelerini aktif hale getirdi. Farenin hızlı bir şekilde savunma pozisyonu alarak, büzülüp hareketsiz bir şekilde kalması korku anısının hatırlandığını gösterdi.

Burada asıl önemli olan, sonunda anıların (nöroloji diliyle konuşmak gerekise engramların) aslında kavramsal olmaktan çok fiziksel olduklarının kanıtına sahip olmamızdır. Artık belirli anıların silinebileceğini biliyoruz. Ayrıca bu gelişme, genellikle sinir hücrelerinin kusurlu şekilde etkileşime girmesiyle meydana gelen dejeneratif hastalıkları ve psikolojik bozuklukları anlamamızda katkı sağlıyor. “Beyinlerimizi oluşturan hareketli parçaları daha iyi öğrendikçe, bu parçalar bozulduğunda ne olup bittiğini daha iyi anlıyoruz” diyor makaleyi ele alanlardan Steve Ramirez.

Ayrıca şunu da da unutmayın ki bu araştırma MIT’nin geçen yıl keşfettiği anıların düzenlenmesini kontrol eden Npas4 geninin devamı. Bu gen olmadan hiçbir şey hatırlayamazsınız. MIT, Npas4 geni olmayan fareleri başarıyla üretmişti.

Şimdi akıllardaki soru anıların nasıl kodlandığı. Yeni anılar yaratıp böylece bütün konuları beynimize laser tutarak öğrenebilir miyiz? Bir sinir hücresi kümesinin aktif hale gelerek size ilk öpücüğünüzü hatırlatabileceğini biliyoruz – ama bu nasıl oluyor? Nasıl 100 tane (ya da 100.000 tane) sinir hücresi belirli bir sırayla aktif hale gelerek çok güzel detaylanmış bir filin resmini yaratabiliyor? Optik sinirler tarafından resimlerin nasıl kodlandığını zaten keşfettik, umarız MIT ‘nin bunu da keşfetmesi fazla uzun sürmez.

Daha fazlasını MIT‘de okuyabilirsiniz. Ya da Nature’daki araştırma makalesine göz atabilirsiniz.

Haber tarihi: 23 Mart 2012

Çeviri: Greener Nautilus

Kaynak: http://www.extremetech.com/extreme/123485-mit-discovers-the-location-of-memories-individual-neurons?utm_medium=referral&utm_source=pulsenews     

X

Npas4, Nöral Devrelerdeki Uyarıcı-İnhibitör Dengesini Düzenler

Npas4, inhibitör sinaptik iletimi artırarak uyarıcı-inhibitör dengesini düzenler (Lin ve diğerleri, 2008; Sun ve diğerleri, 2020) uyarılma ile birleştirilmiş postsinaptik kalsiyum (^{Ca2 +}) akışına yanıt veren bir transkripsiyon faktörü olarak eylemleri yoluyla, böylece inhibitör sinapsların oluşumu için gerekli olan farklı erken ve geç yanıt gen setlerini aktive eder (Spiegel ve diğerleri, 2014).

Şekil 1. Çeşitli stres faktörlerini takiben Npas4 aracılı nöroprotektif fonksiyonların şeması. Bir transkripsiyon faktörü olarak Npas4, Npas4'ün sinapslar üzerindeki çeşitli etkilerine aracılık eden çok sayıda aşağı akış geninin (örneğin, Bdnf, Nptx2 ve Frmpd3) ekspresyonunu düzenler. Uyarıcı nöronlarda, Npas4 perisomatik inhibitör sinapsları yukarı regüle eder ve uyarıcı sinapsları aşağı regüle eder. İnhibitör nöronlarda, Npas4, aktiviteye yanıt olarak uyarıcı sinapsları yukarı regüle edebilir, böylece geri besleme ve ileri beslemeli inhibisyon gibi devreler içindeki inhibitör kontrol mekanizmalarını geliştirebilir. Toplu olarak, Npas4, nöronal uyarımın devre çapında homeostatik düzenlenmesine katkıda bulunur (bkz. Şekil 7'nin Spiegel, I., et al. Spiegel ve ark. (2014). Npas4, hücre tipine özgü gen programları aracılığıyla nöral devrelerdeki uyarıcı-inhibitör dengeyi düzenler. Hücre 157, 1216–1229).

XXXXXXX