agosto 18, 2022

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Nuevos conocimientos sobre el desarrollo del sistema visual en ratones

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Redes visuales en ratones en desarrollo. Estos escaneos del cerebro de ratón en desarrollo muestran que las áreas visuales corticales superiores reciben información visual de los núcleos talámicos. Los colores magenta y cian representan diferentes vías neuronales que se forman antes de las conexiones dentro de las áreas corticales. Crédito: Murakami et al.

Un nuevo estudio en ratones revela detalles nunca antes vistos sobre cómo se forma su intrincada red visual. Esta investigación podría ser útil para futuras investigaciones en el tratamiento de la ceguera congénita. Pero dadas las similitudes entre el tejido neuronal biológico y la IA digital, esta investigación también podría ayudar a los ingenieros de software a desarrollar una IA mejor y más general.

Si pudieras ver la naturaleza de red de las neuronas y las estructuras que forman el cerebro y los sistemas sensoriales de los animales, podrías pensar que se trata simplemente de un desorden complejo y aleatorio. Pero los investigadores como los neurocientíficos pueden observar este desorden y deducir no solo las estructuras separadas, sino también sus funciones. Recientemente, el profesor Kenichi Aoki y el profesor asociado Tomonari Murakami del Departamento de Fisiología de la Universidad de Tokio y su equipo estudiaron una formación particular para ver cómo se forma: el sistema de visión.

«Los ojos y ciertas partes del cerebro y red neuronal La conexión de estos constituye el sistema de visión. Una medida en bruto podría ser una cámara conectada a un monitor que tu yo consciente pueda ver. La descripción biológica exacta de este sistema es muy compleja, dijo Murakami. Y agregó: “Hay una gran cantidad de áreas corticales visuales involucradas y están dispuestas en capas que forman una especie de estructura jerárquica. Esta idea no es nueva, pero no se sabía cómo se forman las conexiones entre las primeras etapas de esta red. , o las áreas primarias, y las áreas involucradas en el procesamiento de señales visuales, o las áreas corticales visuales superiores, durante el desarrollo. Nos propusimos descubrir cómo sucede esto».

Nuevos conocimientos sobre el desarrollo del sistema visual en ratones

cambio de desarrollo. Los investigadores pudieron visualizar los cambios de desarrollo en el sistema visual del ratón. Los patrones representados en tales visualizaciones muestran un patrón espaciotemporal de actividad neuronal en áreas corticales visuales. Crédito: Murakami et al.

El equipo estudió el desarrollo de sistemas de visión en ratones. En particular, observaron regiones llamadas regiones corticales y el tálamo. Al observar cómo se desarrollaron las redes de neuronas en estas áreas en ratones recién nacidos, y cuándo estas redes se activaron, el equipo pudo describir los mecanismos que gobiernan el crecimiento del sistema de visión de una manera más general.

“Cuando registramos la red de conexiones cada vez más densa en el tiempo, saltó algo que nos sorprendió”, dijo Murakami. Nuestra expectativa visual la red Para formar una gran cantidad de conexiones entre el área cortical primero, lo que refleja la estructura jerárquica de todo el sistema. Pero, de hecho, se forman vías neuronales paralelas desde la retina del ojo que conducen a las áreas corticales antes que las que se encuentran entre las áreas corticales. Este nuevo hecho cambia lo que sabemos sobre esta área del desarrollo cortical».

Este estudio se realizó no solo para satisfacer la curiosidad, sino también porque es fundamental Investigar Esta especie podría formar la base de futuras investigaciones médicas que podrían mejorar la vida de las personas: en este caso, la hipótesis del equipo es que su investigación en ratones probablemente pueda explicar el desarrollo visual en primates, incluidos los humanos. Esto, a su vez, podría ayudar a los investigadores que buscan tratar la ceguera congénita.

«Hay otra área de investigación que también puede aprender de lo que hemos hecho aquí», dijo Aoki. «La inteligencia artificial a menudo se basa en redes neuronales artificiales digitales. Por lo general, están organizadas en múltiples capas, lo que les puede proporcionar funciones complejas. Pero ahora que hemos demostrado que al menos algunos sistemas neuronales biológicos evolucionan estructuras paralelas antes que las capas, Ingenieros de Programación Puede inspirarte en esto para experimentar con nuevas metodologías de diseño. Es concebible que esto pueda ayudarlos a lograr su objetivo de crear una inteligencia cada vez más de propósito general capaz de resolver una variedad de problemas”.


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más información:
Tomonari Murakami et al., La estrategia estándar para el desarrollo de redes visuales jerárquicas en ratones, templar la naturaleza (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-05045-w

Presentado por la Universidad de Tokio

La frase: Nueva información sobre el desarrollo del sistema visual en ratones (4 de agosto de 2022) Obtenido el 4 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-08-insight-visual-mice.html

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