Resumen: Los investigadores han realizado un descubrimiento innovador en la comprensión de la variabilidad neuronal del cerebro, con importantes implicaciones para el desarrollo de la neurociencia y la inteligencia artificial. Su estudio revela cómo las dendritas, las antenas de las neuronas, controlan la variabilidad de las respuestas neuronales.
Esta investigación no sólo mejora nuestra comprensión de cómo las neuronas procesan entradas variables, sino que también proporciona una nueva perspectiva para los desarrolladores de IA al imitar la computación similar al cerebro.
Reflejos:
El estudio se centra en cómo las dendritas controlan la variabilidad de las respuestas neuronales, un aspecto clave de la plasticidad sináptica.
La experiencia matemática de Zachary Friedenberger fue fundamental para desarrollar un modelo para simular redes neuronales con dendritas activas.
Los resultados proporcionan información esencial sobre la computación biológica, valiosa para los neurocientíficos y los desarrolladores de inteligencia artificial.
Fuente: universidad de ottawa
El funcionamiento interno del cerebro humano es un misterio en desarrollo, y el Dr. Richard Naud de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ottawa ha dirigido un nuevo y convincente estudio que nos acerca a la respuesta a estas grandes preguntas.
Los hallazgos del estudio tienen implicaciones importantes para las teorías del aprendizaje y la memoria de trabajo y podrían contribuir potencialmente a futuros desarrollos en inteligencia artificial (IA), a medida que los desarrolladores y programadores de IA monitorean el trabajo del Dr. Naud y otros neurocientíficos destacados.
El Dr. Naud sospechaba que si el marco matemático que había utilizado para describir los cuerpos celulares de las neuronas se ampliaba para tener en cuenta sus dendritas, entonces podrían tener la oportunidad de simular eficazmente redes de neuronas con dendritas activas. Crédito: Noticias de neurociencia
Publicado en Ciencia Computacional de la NaturalezaEl estudio aborda el misterio de múltiples capas de la «variabilidad de respuesta» de las neuronas, células cerebrales que utilizan señales eléctricas y sustancias químicas para procesar información, y da luz verde a todos los aspectos notables de la conciencia humana.
Los hallazgos revelan los detalles de cómo la variabilidad neuronal está controlada por las dendritas, la antena que se extiende desde cada neurona para recibir entradas sinápticas en nuestras propias redes de comunicación neuronal personales. El riguroso estudio establece que las propiedades de las dendritas controlan eficazmente la variabilidad del flujo, propiedad que controla la plasticidad sináptica en el cerebro.
«La intensidad de la respuesta de una neurona está controlada por las señales enviadas a su núcleo, pero la variabilidad de la respuesta de una neurona está controlada por las señales enviadas a sus pequeñas antenas, las dendritas», explica el Dr. Naud, profesor asociado en el Departamento de Medicina de la Facultad de Medicina. de Medicina Celular y Molecular y el Departamento de Física de la Universidad de Ottawa. «Este estudio establece además cómo las neuronas individuales pueden tener esta propiedad crucial de controlar la variabilidad de la respuesta con sus entradas».
El Dr. Naud sospechaba que si el marco matemático que había utilizado para describir los cuerpos celulares de las neuronas se ampliaba para tener en cuenta sus dendritas, entonces podrían tener la oportunidad de simular eficazmente redes de neuronas con dendritas activas.
Descubra el aporte de Zachary Friedenberger, estudiante de doctorado en el Departamento de Física y miembro del laboratorio del Dr. Naud, con experiencia en física teórica para resolver desafíos teóricos y matemáticos en un tiempo récord. Avance rápido hasta el estudio completo: las predicciones del modelo se validaron mediante el análisis de en vivo registrar datos y observar una amplia gama de parámetros del modelo.
«Pudo resolver problemas matemáticos en un tiempo récord y resolver una serie de desafíos teóricos que yo no había previsto», dice el Dr. Naud.
El Dr. Naud creía que su técnica podría proporcionar información sobre la respuesta neuronal a diferentes estímulos. Entonces comenzaron a trabajar en una técnica capaz de calcular estadísticas a partir de un modelo neuronal con una dendrita activa.
Uno de los revisores del trabajo señaló que el análisis teórico «proporciona conocimientos clave sobre la computación biológica y será de interés para una amplia audiencia de neurocientíficos computacionales y experimentales».
Acerca de estas novedades de investigación en neurociencia e IA
Autor: Paul Logothetis Fuente: universidad de ottawa Contactar: Paul Logothetis – Universidad de Ottawa Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
La excitabilidad dendrítica controla la sobredispersión.
El cerebro es un conjunto complejo de neuronas comunicantes cuya función de entrada y salida sólo se comprende parcialmente. En particular, no está claro el papel de las dendritas activas en la configuración de las respuestas de picos.
Aunque los modelos existentes tienen en cuenta las dendritas activas y las respuestas de picos, son demasiado complejos para analizarlos analíticamente y requieren largas simulaciones estocásticas. Aquí, combinamos la teoría del cableado y la rotación para describir cómo las fluctuaciones de entrada dan forma a la respuesta de conjuntos neuronales con dendritas activas.
Descubrimos que la entrada dendrítica controla fácil y poderosamente la dispersión de la brecha de picos. Este fenómeno puede entenderse considerando que las neuronas tienen tres regímenes operativos fundamentales: un régimen impulsado por el promedio y dos regímenes impulsados por las fluctuaciones. Mostramos que estos resultados deberían aparecer para una amplia gama de propiedades dendríticas y verificamos las predicciones del modelo en datos experimentales.
Estos resultados tienen implicaciones para el papel de la dispersión del intervalo entre picos en el aprendizaje y para las teorías de los estados atractores.
Los científicos se están centrando en detectar sulfuro de dimetilo (DMS) en su atmósfera.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST), el telescopio más potente jamás lanzado, está a punto de comenzar una misión de observación crucial en la búsqueda de vida extraterrestre.
Como se informó Los tiempos, El telescopio enfocará un planeta distante que orbita una estrella enana roja, K2-18b, ubicada a 124 años luz de distancia.
K2-18b ha atraído la atención de los científicos debido a su potencial para albergar vida. Se cree que es un mundo cubierto de océanos que es aproximadamente 2,6 veces más grande que la Tierra.
El elemento clave que buscan los científicos es el sulfuro de dimetilo (DMS), un gas con características fascinantes. Según la NASA, en la Tierra el DMS es “producido únicamente por la vida”, principalmente por el fitoplancton marino.
La presencia de DMS en la atmósfera de K2-18b sería un descubrimiento importante, aunque el Dr. Nikku Madhusudhan, astrofísico principal del estudio en Cambridge, advierte contra sacar conclusiones precipitadas. Aunque los datos preliminares del JWST sugieren una alta probabilidad (más del 50%) de la presencia de DMS, se necesitan más análisis. El telescopio pasará ocho horas observando este viernes, seguidas de meses de procesamiento de datos antes de poder encontrar una respuesta definitiva.
La ausencia de un proceso natural, geológico o químico que se sepa que genera DMS en ausencia de vida añade peso al entusiasmo. Sin embargo, incluso si se confirma, la gran distancia de K2-18b presenta un obstáculo tecnológico. Viajando a la velocidad de la nave espacial Voyager (60.000 kilómetros por hora), una sonda tardaría 2,2 millones de años en llegar al planeta.
A pesar de la inmensa distancia, la capacidad del JWST para analizar la composición química de la atmósfera de un planeta mediante el análisis espectral de la luz de las estrellas que se filtra a través de sus nubes proporciona una nueva ventana al potencial de vida más allá de la Tierra. Esta misión tiene el potencial de responder a la antigua pregunta de si estamos realmente solos en el universo.
Las próximas observaciones también pretenden aclarar la existencia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18b, resolviendo potencialmente el «problema de metano faltante» que ha desconcertado a los científicos durante más de una década. Si bien continúa el trabajo teórico sobre las fuentes no biológicas del gas, se esperan conclusiones definitivas dentro de cuatro a seis meses.
Los astronautas del primer Starliner completan el ensayo general antes del lanzamiento el 6 de mayo.
Los astronautas de la NASA Butch Wilmore y Suni Williams completaron un importante ensayo general antes de su histórico lanzamiento en Boeing Starliner no antes del 6 de mayo, anunciaron funcionarios de la agencia el viernes 26 de abril, horas después de que terminara el ensayo.
«Wilmore y Williams completaron una serie de pasos el día del lanzamiento, incluido vestirse, trabajar en un simulador de cabina y utilizar el mismo software que se utilizará durante el lanzamiento», añadió. Los funcionarios de la NASA escribieron en una publicación de blog el viernes 26 de abril.
El ensayo tuvo lugar en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Orlando, Florida, e incluyó un procedimiento de cuenta atrás con la nave espacial Starliner, que se encuentra encima del cohete Atlas V de United Launch Alliance que lo llevará a la Estación Espacial Internacional (ISS).
La prueba de vuelo tripulada de una semana de duración completó con éxito su revisión final de preparación para el vuelo con la NASA el jueves 25 de abril. CFT, la primera misión Starliner con astronautas, tiene como objetivo certificar la nave espacial para misiones de seis meses a la ISS que podrían comenzar ya en 2025. Lea más sobre el lanzamiento de Starliner aquí en Space.com.
Los astronautas de Starliner llegan al sitio de lanzamiento
Los astronautas de la prueba de vuelo de la tripulación de Boeing Butch Wilmore (izquierda) y Suni Williams, ambos de la NASA, llegan al Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida el 25 de abril a bordo de un avión T-38 antes de su lanzamiento. (Crédito de la imagen: NASA)
Los dos astronautas de la NASA que volarán a bordo de la primera nave espacial Starliner tripulada de Boeing han llegado al Centro Espacial Kennedy en Florida para preparar su histórico lanzamiento a la Estación Espacial Internacional el próximo 6 de mayo.
El comandante de pruebas de vuelo de la tripulación del Boeing Starliner, Butch Wilmore, y la piloto Sunita Williams aterrizaron su avión supersónico T-38 de la NASA en el Centro de Lanzamiento y Aterrizaje del centro espacial después de un corto vuelo desde Ellington Field en Houston, cerca del Centro Espacial Johnson.
Los astronautas se lanzarán a la ISS a bordo del Starliner de Boeing y un cohete Atlas V desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral, cerca de KSC. Su misión de una semana a la ISS es un crucero de prueba final para que el Starliner de Boeing demuestre que está listo para los vuelos operativos de la tripulación de la NASA. Al final de la misión, Starliner se lanzará en paracaídas a la Tierra y aterrizará en el suroeste de Estados Unidos.
La NASA ha lanzado dos nuevas películas que muestran observaciones cambiantes de dos fuentes bien conocidas en el cielo: Casiopea A y la Nebulosa del Cangrejo. Los dos protagonistas son los restos de estrellas masivas que se convirtieron en supernovas en nuestra galaxia. Los vídeos a intervalos condensan 20 años de datos del telescopio de rayos X Chandra en sólo 20 segundos espectaculares.
La explosión que creó la Nebulosa del Cangrejo apareció en nuestro cielo hace casi 1.000 años, en 1054. Fue reportada por astrónomos chinos y muchos otros en todo el mundo (la falta de menciones en Europa podría tener que ver con la Iglesia Católica). La supernova dejó un púlsar y Chandra pudo rastrear los cambios muy energéticos alrededor de este objeto extremo entre 2000 y 2022.
Esto ya es extraordinario, y se realizarán aún más observaciones, ya que el chorro visible en las observaciones de 2022 será rastreado nuevamente a finales de este año.
El púlsar en el centro de la Nebulosa del Cangrejo visto a lo largo del tiempo.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Schmidt, J. Major, A. Jubett, K. Arcand
Cassiopeia A es un remanente de supernova mucho más joven. Era visible desde la Tierra hace 340 años y Chandra también lo ha estado observando desde 2000. Las observaciones anteriores que mostraban sus cambios se centraban en el período de 2000 a 2013, pero en el nuevo lapso de tiempo esto se ha extendido hasta 2018. Las ondas de choque son visibles en observaciones, donde las partículas se aceleran y emiten rayos X.
Casiopea A tiene una estrella de neutrones en su corazón, descubierta por Chandra poco después del lanzamiento del telescopio en 1999. Las observaciones fueron esenciales para ayudarnos a comprender mejor cómo las estrellas se convierten en supernovas y cómo se forman estrellas de neutrones y púlsares regulares durante este proceso.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Óptica: NASA/STScI; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Mayor, A. Jubett, K. Arcan
Las imágenes de Cassiopeia A fueron reprocesadas recientemente con una nueva técnica que llevó la aguda visión de Chandra al límite. Las dos nuevas películas muestran la capacidad de Chandra para demostrar observaciones y datos capturados durante un período humano.
.gif)
