Kemampuan otak untuk memahami ruang mengembang seperti alam semesta
LA JOLLA (4 Januari 2023)—Anak-anak kecil terkadang percaya bahwa bulan mengikuti mereka, atau bahwa mereka dapat menjangkau dan menyentuhnya. Tampaknya jauh lebih dekat daripada sebanding dengan jarak sebenarnya. Saat kita bergerak tentang kehidupan sehari-hari kita, kita cenderung berpikir bahwa kita menavigasi ruang dengan cara yang linier. Tetapi para ilmuwan Salk telah menemukan bahwa waktu yang dihabiskan untuk menjelajahi lingkungan menyebabkan representasi saraf tumbuh dengan cara yang mengejutkan.
Temuan, yang diterbitkan di Nature Neuroscience pada 29 Desember 2022, menunjukkan bahwa neuron di hippocampus penting untuk navigasi spasial, memori, dan perencanaan mewakili ruang dengan cara yang sesuai dengan geometri hiperbolik nonlinier — hamparan tiga dimensi yang tumbuh ke luar secara eksponensial. (Dengan kata lain, ini berbentuk seperti interior jam pasir yang mengembang.) Para peneliti juga menemukan bahwa ukuran ruang itu tumbuh dengan waktu yang dihabiskan di suatu tempat. Dan ukurannya meningkat dengan cara logaritmik yang sesuai dengan peningkatan maksimal dalam informasi yang sedang diproses oleh otak.
Penemuan ini memberikan metode yang berharga untuk menganalisis data tentang gangguan neurokognitif yang melibatkan pembelajaran dan memori, seperti penyakit Alzheimer.
"Studi kami menunjukkan bahwa otak tidak selalu bertindak secara linier. Sebaliknya, jaringan saraf berfungsi di sepanjang kurva yang berkembang, yang dapat dianalisis dan dipahami menggunakan geometri hiperbolik dan teori informasi," kata Profesor Salk Tatyana Sharpee, pemegang Edwin K. Hunter Chair, yang memimpin penelitian. "Sangat menarik untuk melihat bahwa respons saraf di area otak ini membentuk peta yang berkembang dengan pengalaman berdasarkan jumlah waktu yang dicurahkan di tempat tertentu. Efeknya bahkan berlaku untuk penyimpangan kecil pada saat hewan berlari lebih lambat atau lebih cepat melalui lingkungan."
Laboratorium Sharpee menggunakan pendekatan komputasi canggih untuk lebih memahami cara kerja otak. Mereka baru-baru ini memelopori penggunaan geometri hiperbolik untuk lebih memahami sinyal biologis seperti molekul penciuman, serta persepsi penciuman.
Dalam studi saat ini, para ilmuwan menemukan bahwa geometri hiperbolik memandu respons saraf juga. Peta hiperbolik molekul dan peristiwa sensorik dirasakan dengan peta saraf hiperbolik. Representasi ruang secara dinamis diperluas dalam korelasi dengan jumlah waktu yang dihabiskan tikus untuk menjelajahi setiap lingkungan. Dan, ketika seekor tikus bergerak lebih lambat melalui lingkungan, ia memperoleh lebih banyak informasi tentang ruang, yang menyebabkan representasi saraf tumbuh lebih banyak lagi.
"Temuan ini memberikan perspektif baru tentang bagaimana representasi saraf dapat diubah dengan pengalaman," kata Huanqiu Zhang, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Sharpee. "Prinsip-prinsip geometris yang diidentifikasi dalam penelitian kami juga dapat memandu upaya masa depan dalam memahami aktivitas saraf di berbagai sistem otak."
"Anda akan berpikir bahwa geometri hiperbolik hanya berlaku pada skala kosmik, tetapi itu tidak benar," kata Sharpee. "Otak kita bekerja jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya, yang bisa menjadi alasan bahwa efek hiperbolik diamati pada ruang yang dapat dipahami alih-alih yang astronomi. Selanjutnya, kami ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana representasi hiperbolik dinamis di otak ini tumbuh, berinteraksi, dan berkomunikasi satu sama lain."
Penulis lain termasuk P. Dylan Rich dari Universitas Princeton dan Albert K. Lee dari Janelia Research Campus di Howard Hughes Medical Institute.
Penelitian ini didukung oleh penghargaan AHA-Allen Initiative in Brain Health and Cognitive Impairment yang dibuat bersama melalui American Heart Association dan Paul G. Allen Frontiers Group (19PABH134610000), Dorsett Brown Foundation, Mary K. Chapman Foundation, Aginsky Fellowship, National Science Foundation (IIS-1724421), National Science Foundation Next Generation Networks for Neuroscience Program (Award 2014217), Institut Kesehatan Nasional (U19NS112959 dan P30AG068635), dan Institut Medis Howard Hughes.
Tentang Salk Institute for Biological Studies:
Setiap penyembuhan memiliki titik awal. Salk Institute mewujudkan misi Jonas Salk untuk berani mewujudkan mimpi. Ilmuwannya yang terkenal secara internasional dan pemenang penghargaan mengeksplorasi dasar-dasar kehidupan, mencari pemahaman baru dalam ilmu saraf, genetika, imunologi, biologi tanaman, dan banyak lagi. Institut ini adalah organisasi nirlaba independen dan landmark arsitektur: kecil karena pilihan, intim secara alami, dan tak kenal takut dalam menghadapi tantangan apa pun. Baik itu kanker atau penyakit Alzheimer, penuaan, atau diabetes, Salk adalah tempat penyembuhan dimulai. Pelajari lebih lanjut di: salk.edu.
LA JOLLA (4 Januari 2023)—Anak-anak kecil terkadang percaya bahwa bulan mengikuti mereka, atau bahwa mereka dapat menjangkau dan menyentuhnya. Tampaknya jauh lebih dekat daripada sebanding dengan jarak sebenarnya. Saat kita bergerak tentang kehidupan sehari-hari kita, kita cenderung berpikir bahwa kita menavigasi ruang dengan cara yang linier. Tetapi para ilmuwan Salk telah menemukan bahwa waktu yang dihabiskan untuk menjelajahi lingkungan menyebabkan representasi saraf tumbuh dengan cara yang mengejutkan.
Temuan, yang diterbitkan di Nature Neuroscience pada 29 Desember 2022, menunjukkan bahwa neuron di hippocampus penting untuk navigasi spasial, memori, dan perencanaan mewakili ruang dengan cara yang sesuai dengan geometri hiperbolik nonlinier — hamparan tiga dimensi yang tumbuh ke luar secara eksponensial. (Dengan kata lain, ini berbentuk seperti interior jam pasir yang mengembang.) Para peneliti juga menemukan bahwa ukuran ruang itu tumbuh dengan waktu yang dihabiskan di suatu tempat. Dan ukurannya meningkat dengan cara logaritmik yang sesuai dengan peningkatan maksimal dalam informasi yang sedang diproses oleh otak.
Penemuan ini memberikan metode yang berharga untuk menganalisis data tentang gangguan neurokognitif yang melibatkan pembelajaran dan memori, seperti penyakit Alzheimer.
"Studi kami menunjukkan bahwa otak tidak selalu bertindak secara linier. Sebaliknya, jaringan saraf berfungsi di sepanjang kurva yang berkembang, yang dapat dianalisis dan dipahami menggunakan geometri hiperbolik dan teori informasi," kata Profesor Salk Tatyana Sharpee, pemegang Edwin K. Hunter Chair, yang memimpin penelitian. "Sangat menarik untuk melihat bahwa respons saraf di area otak ini membentuk peta yang berkembang dengan pengalaman berdasarkan jumlah waktu yang dicurahkan di tempat tertentu. Efeknya bahkan berlaku untuk penyimpangan kecil pada saat hewan berlari lebih lambat atau lebih cepat melalui lingkungan."
Laboratorium Sharpee menggunakan pendekatan komputasi canggih untuk lebih memahami cara kerja otak. Mereka baru-baru ini memelopori penggunaan geometri hiperbolik untuk lebih memahami sinyal biologis seperti molekul penciuman, serta persepsi penciuman.
Dalam studi saat ini, para ilmuwan menemukan bahwa geometri hiperbolik memandu respons saraf juga. Peta hiperbolik molekul dan peristiwa sensorik dirasakan dengan peta saraf hiperbolik. Representasi ruang secara dinamis diperluas dalam korelasi dengan jumlah waktu yang dihabiskan tikus untuk menjelajahi setiap lingkungan. Dan, ketika seekor tikus bergerak lebih lambat melalui lingkungan, ia memperoleh lebih banyak informasi tentang ruang, yang menyebabkan representasi saraf tumbuh lebih banyak lagi.
"Temuan ini memberikan perspektif baru tentang bagaimana representasi saraf dapat diubah dengan pengalaman," kata Huanqiu Zhang, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Sharpee. "Prinsip-prinsip geometris yang diidentifikasi dalam penelitian kami juga dapat memandu upaya masa depan dalam memahami aktivitas saraf di berbagai sistem otak."
"Anda akan berpikir bahwa geometri hiperbolik hanya berlaku pada skala kosmik, tetapi itu tidak benar," kata Sharpee. "Otak kita bekerja jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya, yang bisa menjadi alasan bahwa efek hiperbolik diamati pada ruang yang dapat dipahami alih-alih yang astronomi. Selanjutnya, kami ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana representasi hiperbolik dinamis di otak ini tumbuh, berinteraksi, dan berkomunikasi satu sama lain."
Penulis lain termasuk P. Dylan Rich dari Universitas Princeton dan Albert K. Lee dari Janelia Research Campus di Howard Hughes Medical Institute.
Penelitian ini didukung oleh penghargaan AHA-Allen Initiative in Brain Health and Cognitive Impairment yang dibuat bersama melalui American Heart Association dan Paul G. Allen Frontiers Group (19PABH134610000), Dorsett Brown Foundation, Mary K. Chapman Foundation, Aginsky Fellowship, National Science Foundation (IIS-1724421), National Science Foundation Next Generation Networks for Neuroscience Program (Award 2014217), Institut Kesehatan Nasional (U19NS112959 dan P30AG068635), dan Institut Medis Howard Hughes.
Tentang Salk Institute for Biological Studies:
Setiap penyembuhan memiliki titik awal. Salk Institute mewujudkan misi Jonas Salk untuk berani mewujudkan mimpi. Ilmuwannya yang terkenal secara internasional dan pemenang penghargaan mengeksplorasi dasar-dasar kehidupan, mencari pemahaman baru dalam ilmu saraf, genetika, imunologi, biologi tanaman, dan banyak lagi. Institut ini adalah organisasi nirlaba independen dan landmark arsitektur: kecil karena pilihan, intim secara alami, dan tak kenal takut dalam menghadapi tantangan apa pun. Baik itu kanker atau penyakit Alzheimer, penuaan, atau diabetes, Salk adalah tempat penyembuhan dimulai. Pelajari lebih lanjut di: salk.edu.
By Omnipoten
Selesai
DgBlog Omnipoten Taun17 Revisi Blogging Collections Article Article Copyright Dunia Aneh Blog 89 Coriarti Pusing Blogger
No comments:
Post a Comment
Informations From: Taun17