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シナプス

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1: 2018/01/29(月) 17:15:14.04 ID:CAP_USER
人間の脳と同じ構造を持つプロセッサーを開発することでより高い処理能力と高エネルギー効率を実現しようとする試みは、多くの研究者たちが行っているところです。
2018年1月26日付のScience Advancesではそんな試みの1つである「人工ニューロン」に関して、人工シナプスを毎秒10億回以上発火させることができ、かつ必要なエネルギーは有機的なシナプスの1万分の1というシステムについて発表されています。

Ultralow power artificial synapses using nanotextured magnetic Josephson junctions | Science Advances
http://advances.sciencemag.org/content/4/1/e1701329

Artificial neurons compute faster than the human brain
https://www.nature.com/articles/d41586-018-01290-0

NIST's superconducting synapse may be missing piece for 'artificial brains' | EurekAlert! Science News
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-01/nios-nss011818.php

Googleの自動画像分類や言語学習プログラムに使われているような、人間の脳を模倣した人工知能(AI)のソフトウェアはコンピューターを大きく進歩させました。
しかし、これらのソフトウェアは人間がタスクを行うよりもはるかに多くのパワーを必要とするので、
既存のハードウェア向きとはいえません。

アメリカ国立標準技術研究所(NIST)は人間の脳のような仕組みのソフトウェアをより効率的に動かせる、神経形態学的なハードウェアの開発に力を入れている機関の1つ。
既存のハードウェアのトランジスタは一定間隔で1か0かの精密な情報を処理しますが、NISTの「神経形態学的な」ハードウェアは人間のニューロンのように異なるタイプの信号を作り出し必要時に応じて発火を起こすことで、複数のソースから得た小さな情報を蓄積していきます。
この仕組みによって少ないエネルギーでソフトウェアを動かすことができるとのこと。

ただし、ギャップ(シナプス)のあるトランジスター間で情報を送らなければならない時、伝導の効率は悪くなってしまいます。

続きはソースで

関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/01/29/artificial-neurons-human-brain/0001.png

GIGAZINE
http://gigazine.net/news/20180129-artificial-neurons-human-brain/
ダウンロード


引用元: 【物理学/研究】人間の脳を模倣した「人工ニューロン」でコンピューターは人間以上の速度で処理できるように[18/01/29]

人間の脳を模倣した「人工ニューロン」でコンピューターは人間以上の速度で処理できるようにの続きを読む

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1: 2017/05/26(金) 00:46:41.87 ID:CAP_USER
「知能遺伝子」52個を特定、IQ差の2割を説明 国際研究
2017年05月23日 10:47 発信地:パリ/フランス

【5月23日 AFP】人の知能に関連する52の遺伝子を発見したとする研究論文が22日、発表された。うち40については、この種の遺伝子として同定されたのは、今回が初めてだという。
 
また、今回の研究では、知能と自閉症との意外な関連性も明らかになった。将来的に、この成果が自閉症の発症原因解明の助けになる可能性もある。
 
米科学誌ネイチャー・ジェネティクス(Nature Genetics)に掲載された論文によると、新たに発見された「知能遺伝子」群により、調査対象者数万人の知能指数(IQ)テスト結果にみられる差異の約20%を説明することができるという。
 
今回の研究計画を立案したオランダ・神経ゲノミクス認知研究センター(Center for Neurogenomics and Cognitive Research)の研究者、ダニエル・ポスツマ(Danielle Posthuma)氏は「研究では、知能指数(IQ)への相当量の遺伝的影響を検出することに世界で初めて成功した」としながら、「知能の生物学的根拠に関する知見をもたらす成果となった」と続けた。
 
新たに発見されたIQ上昇に関連する遺伝子変異の大半は、特に神経細胞の分化や「シナプス」と呼ばれる神経情報の伝達経路の形成など、脳内における細胞発生の制御に関与するものだ。
 
科学者30人からなる国際研究チームは、13件の先行研究で収集された、欧州系被験者7万8000人分の遺伝子プロファイルと(IQテストに基づく)知能評価を詳細に調べた。

■自閉症との関連
 
IQの高さに関連する遺伝子変異の多くは、就学年数が長い、幼児期の頭のサイズが大きい、背が高いといったその他属性との関連がみられた。喫煙習慣を絶つことに成功するといったものもあった。
 
しかし、最も強く、そして最も驚くべき関連の一つは、自閉症との関連だったとポスツマ氏は指摘する。
 
ポスツマ氏は、AFPの取材に「高いIQ値に関連する遺伝子変異は、自閉症スペクトラム障害のリスク上昇にも関連している」と述べ、特に「SHANK3」遺伝子は「この関連性を説明するための非常に有力な候補」と説明した。
 
逆に、統合失調症や肥満症を患う被験者では、特定のIQ関連遺伝子が存在しないケースがより多くみられたという。

続きはソースで

▽引用元:AFPBBNews 2017年05月23日 10:47
http://www.afpbb.com/articles/-/3129212?pid=0
http://www.afpbb.com/articles/-/3129212?pid=0&page=2
ダウンロード


引用元: 【遺伝子学】「知能遺伝子」52個を特定、IQ差の2割を説明/国際チーム©2ch.net

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1: 2017/01/12(木) 00:45:10.92 ID:CAP_USER
iPS細胞で失明マウスの目に光 理研グループ

「網膜色素変性症」で失明したマウスに人工多能性幹細胞(iPS細胞)から作った網膜組織を移植してマウスの目に光を感じさせることに成功した、と理化学研究所(理研)の研究グループが発表した。
今後安全性を確認しながら人での臨床応用研究につなげるという。
研究成果は10日付の米科学誌電子版に掲載された。

理研多細胞システム形成研究センターの高橋政代(たかはし まさよ)プロジェクトリーダー、万代道子(まんだい みちこ)副プロジェクトリーダーらの研究グループは、網膜色素変性症末期で失明したマウスがいる空間に光を当てた上で電気ショックを与えてマウスが光を感じた場合は体が反応する実験を行った。

その結果、iPS細胞から作った網膜組織を移植したマウスの一部は光を感じる反応を示したが移植しなかったマウスは反応を示さなかった。
研究グループはまた、マウスに移植した網膜組織がシナプスを形成し、元々あった網膜内の神経回路(双極細胞の軸索末端)とつながったことも確認したという。

続きはソースで

▽引用元:サイエンスポータル 掲載日:2017年1月11日
http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2017/01/20170111_01.html

▽関連
理化学研究所
iPS細胞由来の網膜組織を用いた視機能の回復
-マウス網膜変性末期モデルへの移植による機能検証-
http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170111_1/digest/
images


引用元: 【再生医療】iPS細胞で「網膜色素変性症」で失明したマウスの目に光 元々あった網膜内の神経回路とつながったことも確認/理化学研究所©2ch.net

iPS細胞で「網膜色素変性症」で失明したマウスの目に光 元々あった網膜内の神経回路とつながったことも確認/理化学研究所の続きを読む

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1: 2016/10/07(金) 17:50:19.56 ID:CAP_USER
神経シナプスの情報伝達効率を増強させる新しいメカニズム発見 - 米研究所 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2016/09/30/053/
http://n.mynv.jp/news/2016/09/30/053/images/002l.jpg


米マックス・プランク・フロリダ神経科学研究所は9月29日、学習・記憶に重要な分子である神経栄養因子BDNFとその受容体TrkBの活性を、生きた神経の単一のシナプスにおいて可視化することに成功し、BDNFとTrkBが神経シナプスの情報伝達効率を増強させる新しいメカニズムを発見したと発表した。

同成果は、マックス・プランク・フロリダ神経科学研究所 安田涼平ディレクター、デューク大学 ジェームス・マクナマラ教授らの研究グループによるもの。9月28日付の英国科学誌「Nature」オンライン版に関連論文が2報掲載された。

シナプスの情報伝達効率の変化は、記憶を形成する主要なメカニズムだと考えられている。BDNFとTrkBは、シナプス伝達の変化や学習・記憶に重要であることが知られているが、記憶形成の場であるシナプスでの詳細な挙動は、これまで明らかにされていなかった。

続きはソースで

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引用元: 【神経科学】神経シナプスの情報伝達効率を増強させる新しいメカニズム発見 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/04/26(火) 21:18:09.35 ID:CAP_USER.net
シナプス強度の調節機構を発見 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160426_2/
シナプス強度の調節機構を発見 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160426_2/digest/


脳は情報処理の中心的な役割を果たす神経細胞の集合体です。ヒトの脳には1000億個以上、マウスやラットでもおよそ1億個の神経細胞が存在し、それぞれはつながり合って、複雑な神経ネットワークを形成しています。神経細胞同士がつながっている部分は“シナプス”と呼ばれます。シナプス前部の神経細胞から放出されるグルタミン酸などの“神経伝達物質”を、次の神経細胞のシナプス後部に存在する受容体が受け取ることによって、情報が伝達されます。

シナプスの使われる頻度によって、「シナプス強度(情報の伝わりやすさ)」が変化し、学習や記憶が行われると考えられています。1つの神経細胞には平均数万個のシナプスが存在しますが、これまで、個々のシナプスはそれぞれの情報の入力に応じて、“独立に”シナプス強度の変化を示すと考えられてきました。ところが、近年、情報の入力があったシナプス(ホ◯シナプス)の近くにある情報の入力のないシナプス(ヘテロシナプス)でも、シナプス強度に変化が起きる現象が報告されています。これは、同一神経細胞内の異なるシナプス間で“相互作用”が生じている可能性を示すものですが、そのメカニズムは明らかになっていませんでした。

続きはソースで

ダウンロード (1)

引用元: 【神経科学】シナプス強度の調節機構を発見 複数のシナプスはアストロサイトにより相互作用する

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1: 2016/03/23(水) 12:23:23.15 ID:CAP_USER.net
微弱な電気刺激が脳を活性化する仕組みを解明 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160322_1/
微弱な電気刺激が脳を活性化する仕組みを解明 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160322_1/digest/


「経頭蓋直流電気刺激法(tDCS)」は、頭皮の上から1~2mA(ミリアンペア)の極めて微弱な直流電流を10~30分間流して脳を刺激する手法です。近年ヒトでは、うつ病の改善や運動機能障害のリハビリテーションなどへの有効性が報告され、臨床応用への期待が高まっています。さらに、学習や記憶力の向上への効果も報告され、様々な分野への応用が期待されています。しかしながら、tDCSの詳しい作用メカニズムの細胞・分子基盤は解明されていませんでした。

脳内には神経細胞(ニューロン)の他に、ニューロンをサポートする細胞(グリア細胞)があります。理化学研究所の研究チームはこれまで、シナプス伝達の増強がグリア細胞の1種であるアストロサイトのカルシウム活動によって促進され得ることに注目してきました。

そこで今回、共同研究グループは遺伝子改変マウスを作製し、tDCSを行なっている間の大脳皮質のアストロサイトとニューロンの細胞内カルシウム動態を、生きたままの動物で観測しました。

続きはソースで

ダウンロード


引用元: 【神経科学/医学】微弱な電気刺激が脳を活性化する仕組みを解明 ノルアドレナリンを介したアストロサイトの活動が鍵

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