تبلیغات
دانستنیهای علمی - مطالب ابر مغز
منوی اصلی
دانستنیهای علمی
از دیروز درس بگیر، در امروز زندگی کن و به فردا امیدوار باش
  • A.Arjmand یکشنبه 5 آذر 1396 19:36 نظرات ()
    دانشمندان برای اینکه بهتر بفهمند مغز ما چگونه کار می‌کند و چگونه بیماری‌های مغزی را درمان کنند، به ذخیره‌ای از ماده خاکستری احتیاج دارند. به همین دلیل، بزرگ‌ترین بانک مغز جهان می‌تواند در این زمینه برای دانشمندان مفید باشد. این بانک «مرکز منابع بافت مغز هاروارد» (HBTRC) نام دارد. بیش از ۲۰۰۰ نمونه مغز در قفسه‌هایی در این مرکز نگه‌داری می‌شوند. هر مغز در ظرف پلاستیکی مخصوص به خودش قرار دارد و یا یخ زده یا در مایع فرمالین شناور است.

    Related image

    این مغزها می‌توانند در هر زمینه تحقیقاتی که فکرش را بکنید کاربرد داشته باشند، از جمله مطالعه بیماری آلزایمر، اسکیزوفرنی و اختلال استرس پس از سانحه. دانشمندان مرکز نگه‌داری مغز هاروارد برای بررسی علل ریشه‌ای این بیماری هم به مغزهای سالم و هم به مغزهای آسیب‌دیده نیاز دارد تا بتوانند تفاوت‌های آنها را با هم مقایسه کنند. این مرکز برای فعالیت به عضوهای اهدا شده احتیاج دارد.  وقتی که یک اهداکننده می‌میرد، تلاش می‌کنند تا مغزش را به بهترین شکل ممکن حفظ کنند.

    Related image

    مغزها پس از مرگ بدن بلافاصله می‌توانند تحلیل بروند، بنابراین کارکنان این مرکز تنها ۲۴ ساعت وقت دارنن تا تمام اقدامات لازم برای حفظ مغز را انجام دهند: از نزدیک‌ترین خویشاوندش اجازه بگیرند، یک آسیب‌شناس پیدا کنند که بتواند مغز را خارج کند و آن را روی یخ بگذارد. علیرغم اورژانسی بودن و سرعت انجام این کار، این عملیات به خاطر نرمی بافت مغز ظرافت و حساسیت زیادی دارد.

    Related image

    وقتی یک مغز جدید وارد مرکز می‌شود، آن را وزن کرده و به دو قسم می‌کنند. یک نیمه با دست بریده و فریز می‌شود. این نیمه برای تحلیل DNA مناسب‌تر است. نیمه دیگر در فرمالین گذاشته می‌شود، این نیمه برای مطالعه شکل بافت و پروتئین‌های مغز بهتر است.
    علاوه بر این، تیم HBTRC یک آنالیز دقیق روی مغز انجام می‌دهد تا آن را برای علت مرگ آزمایش کند و به دنبال هر گونه ویروسی مثل ایدز یا هپاتیت بگردد. این نمونه‌های مغز در صورت لزوم از آنجا به محققان سراسر جهان فرستاده می‌شوند. از زمان افتتاح این بانک در سال ۱۹۷۸، بیش از ۹۰۰۰ مغز از مرکز به نقاط دیگر ارسال شده‌اند. در حال حاضر، قسمت اسبک مغز که حافظه و جهت‌یابی فضایی را کنترل می‌کند، بیشترین تقاضا را دارد.
    آخرین ویرایش: یکشنبه 5 آذر 1396 19:46
    ارسال دیدگاه
  • A.Arjmand جمعه 21 مهر 1396 08:46 نظرات ()
    دانشمندانی از نقاط مختلف جهان پس از سال‌ها تحقیق و پژوهش، موفق شدند بخش کوچکی از مغز موش را در یک کامپیوتر شبیه‌سازی کنند. تعداد ۸۲ دانشمند و محقق از موسسات سراسر جهان گزارش دادند که بالاخره پس از سال‌ها تحقیق، موفق شدند بخشی از مغز یک موش را در کامپیوتر شبیه‌سازی کنند. این گزارش مستقیما از سوی «پروژه‌ی مغز آبی» (Blue Brain Project) منتشر شده است. هدف این پروژه، این است که مغز موش و در نهایت ساختار کامل مغز انسان را در کامپیوتر شبیه‌سازی کنند.

    Image result for mouse brain simulation

    گرچه این تیم هنوز فاصله‌ی زیادی با آن هدف دارد، اما دستاورد اخیر آنها یافته‌هایی را درباره‌ی خواب، حافظه و اختلالات عصبی در اختیار قرار داده است. آنها توانستند یک سوم از یک میلی‌متر مکعب مغز موش را شبیه‌سازی کنند. همین حجم بسیار اندک تعداد ۳۰ هزار نورون عصبی و ۳۷ میلیون سیناپس را در برمی‌گیرد (سیناپس یک ساختار زیستی است که انتقال سیگنال‌های الکتریکی و شیمیایی میان نورون‌های عصبی از طریق آن انجام می‌گیرد). علاوه بر این، میزان دقت بیولوژیکی قسمت شبیه‌سازی شده، بسیار بیشتر از هر نمونه‌ی دیگری است که تاکنون انجام شده. این شبیه‌سازی به دانشمندان اجازه می‌دهد که فعالیت‌های مغزی شناخته شده را تولید کنند؛ و تاکنون باعث اکتشاف‌های جدیدی درباره‌ی مغز شده که کشف آنها به روش بیولوژیکی غیرممکن بود.

    دانشمندان برای اینکه این شبیه‌سازی را انجام دهند، طی ۲۰ سال، هزاران آزمایش روی مغز موش‌ها انجام می‌دادند و هر نوع از سیناپس و نورون عصبی کشف شده را ثبت می‌کردند. این کمک کرد دانشمندان به مجموعه‌ای از قوانین بنیادی برسند که نحوه‌ی اتصال نورون‌های عصبی به سیناپس‌ها و تشکیل میکرومدارها را توضیح می‌داد. با استفاده از این داده‌ها، آنها الگوریتم‌هایی توسعه‌ دادند که مکان سیناپس‌ها را تعیین و مداربندی مغز موش را شبیه‌سازی می‌کرد. سپس تمام آن داده‌ها برای پردازش به یک ابرکامپیوتر داده شد. سرپرست نرم‌افزار این پروژه گفت: «فقط با چنین زیرساختی می‌توانستیم میلیاردها معادله را حل کنیم.»

    یکی از مهم‌ترین کشفیات این پروژه نقش کلسیم در مغز بود. نتایج تست‌های اولیه‌ی شبیه‌سازی، فعالیت عصبی همگام و هماهنگ بود که معمولا در مغز حیوان‌هایی که خواب هستند پیدا می‌شود. نویسنده‌ی ارشد این تحقیق می‌گوید:«وقتی که ما به ‌طور دیجیتالی میزان کلسیم را کاهش دادیم تا به میزان کلسیم در مغز یک جانور هوشیار برسانیم، مدار، مثل مدارهای عصبی در جانوران هوشیار عملکرد ناهماهنگ داشت.» آنها به این نتیجه رسیدند که تغییرات شیمیایی و دیگر مکانیسم‌ها می‌تواند وضعیت مدار مغزی را تغییر دهد. این موضوع به پزشکان کمک می‌کند بیمارانی را که به فعالیت مغزی نابهنجار مبتلا هستند، درمان کنند.

    این تحقیق می‌تواند داده‌هایی هم در اختیار دیگر دانشمندانی قرار دهد که در زمینه‌ی مغز تحقیق می‌کنند. البته این تیم تاکید کرد که “این بازسازی یک نسخه‌ی اولیه است… و هنوز یک نمونه‌ی کامل دیجیتالی از این بافت بیولوژیکی به حساب نمی‌آید.” به عبارت دیگر تغییرات و تکامل بیشتر این مدل می‌تواند به کشفیات بیشتری در زمینه‌ی عملکرد مغز و اختلالات عصبی و البته هوش مصنوعی منجر شود.
    آخرین ویرایش: جمعه 12 آبان 1396 13:44
    ارسال دیدگاه
  • A.Arjmand جمعه 7 مهر 1396 10:11 نظرات ()
    مغز افراد چاق در میانسالی تغییراتی را در ماده‌ی سفید نشان می دهد که مشابه این تغییرات در افراد لاغری که ده سال پیرتر هستند، دیده می‌شود. این یافته مربوط به تحقیق جدیدی است که در دانشگاه کمبریج انجام شده است. ماده‌ی سفید، بافتی است که نواحی مختلف مغز را به هم متصل کرده و اجازه می دهد اطلاعات بین مناطق مختلف مغز رد و بدل شود.

    Image result for lose belly fat men

    مغز ما به طور طبیعی با افزایش سن از نظر سایز کوچک می شود، اما دانشمندان مشخص کردند اضافه وزن که با دیابت، سرطان و بیماری‌های قلبی ارتباط مستقیم دارد، ممکن است با شروع و پیشرفت پیری مغز هم در ارتباط باشد.

    این تیم تحقیقاتی اطلاعات مربوط به ۴۷۳ شخص را که بین ۲۰ تا ۸۷ سال داشتند مورد مطالعه قرار دادند و نتایج مطالعاتشان در ژورنال Neurobiology of Aging منتشر شد.
    محققان، داده‌ها را در دو گروه دسته‌بندی کردند: لاغر و دارای اضافه وزن. آن‌ها تفاوت‌های قابل توجهی را در حجم ماده‌ی سفید مغز افراد دارای اضافه وزن نسبت به همتایان لاغرشان یافتند. افراد چاق کاهش گسترده‌ای در میزان ماده‌ی سفید مغزشان داشتند.

    سپس این تیم تحقیقاتی اینکه حجم ماده‌ی سفید چگونه با سن ارتباط دارد را محاسبه کردند. آن‌ها کشف کردند که حجم ماده‌ی سفید مغز فردی ۵۰ ساله و دارای اضافه وزن اندازه‌ای برابر با حجم ماده‌ی سفید مغز فردی لاغر و ۶۰ ساله دارد. این یافته‌ها نشان می دهد چاقی می تواند به اندازه‌ی ۱۰ سال روی سن مغز تاثیر بگذارد.
    با این حال پژوهشگران این تفاوت‌ها را فقط در افراد میانسال مشاهده کردند که پیشنهاد می‌کند مغز ما به طور خاص در این دوره‌ی سنی نسبت به چاقی آسیب‌پذیر است.

    نویسنده اول این مقاله دکتر لیزا رونان (Dr Lisa Ronan) از گروه روانپزشکی در دانشگاه کمبریج می گوید: “همزمان با بالا رفتن سن، مغز ما به طور طبیعی کوچک می شود؛ اما مشخص نیست چرا افرادِ دارای اضافه وزن کاهش شدیدتری در میزان ماده ی سفید مغزشان دارند. ما در حال حاضر فقط می توانیم مشخص کنیم آیا اضافه وزن ممکن است از طریقی موجب این تغییرات مغزی باشد یا برعکس چاقی یکی از پیامدهای تغییرات مغزی است.”
    نویسنده ارشد پروفسور پل فلچر (Professor Paul Fletcher)، از گروه روانپزشکی این دانشگاه افزود: «ما در جمعیتی سالخورده زندگی می کنیم که میزان چاقی در آن رو به افزایش است. بنابراین ضروری است که مشخص شود این دو فاکتور چگونه با هم بر هم کنش می کنند.»

    این واقعیت که ما این نتایج را تنها در افراد میانسال یافتیم، احتمال این موضوع را که ممکن است ما فقط در این دوره‌ی سنی آسیب‌پذیر باشیم، بالا می‌برد. همچنین یافتن این موضوع نیز با اهمیت است که آیا این تغییرات مغزی می‌تواند با کاهش وزن برگشت‌پذیر باشد یا خیر.»
    دانشمندان با انجام آزمون‌های استانداردی که مشابه تست‌های هوش (IQ) بود دریافتند برخلاف وجود تفاوت‌های واضح در حجم ماده‌ی سفید مغز بین افراد لاغر و چاق، هیچ ارتباطی میان چاق بودن و داشتن اضافه وزن با توانایی‌های شناختی اشخاص وجود ندارد.
    آخرین ویرایش: جمعه 12 آبان 1396 13:45
    ارسال دیدگاه
تعداد صفحات : 4 1 2 3 4