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ニューロン

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1: 2018/05/22(火) 20:06:30.68 ID:CAP_USER
プリンストン大学の研究者たちがクラウドソーシングにより25万人ものゲーマーの助けを借り、脳機能マッピングを行ったところ、新たに6種類のニューロン(神経細胞)を発見することに成功しました。

Princeton researchers crowdsource brain mapping with gamers, discover six new neuron types
https://www.princeton.edu/news/2018/05/17/princeton-researchers-crowdsource-brain-mapping-gamers-discover-six-new-neuron

研究で用いられたゲームは、2012年に発表された3Dパズルゲーム「EyeWire」です。
記事作成までに26万5000人がプレイして1000万個以上の3Dパズルを解き、結果、3000個以上のニューロンのマッピングに成功しました。

EyeWireは以下のサイトからプレイすることが可能です。
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/brain-mapping-gamers-discover-new-neuron/01.jpg
EyeWireでプレイヤーが解読するパズルはキューブ状になっています。
このキューブは単一の細胞をさらに細かく分解したもので、1辺4.5ミクロンという微少サイズです。
各細胞は5~25人ほどのプレイヤーがキューブパズルを解くことでマッピングされるようになっており、同研究に携わるエイミー・ロビンソン・スターリング氏によると、「初期の段階では1つの細胞を仕上げるのに数週間かかっていました」とのこと。
しかし、その後ゲーム環境の改善や成果報酬の追加、チャット機能の搭載などにより徐々にゲームとしての完成度が高まっており、週30時間以上もプレイするユーザーが登場するほどの人気っぷりを得ており、脳地図作成にかかる時間は短縮されているものと思われます。

そんなEyeWireをプレイすることで得られたデータから、神経科学およびコンピューターサイエンスの分野で活躍しているセバスティアン・スン教授が、脳研究に携わる研究者や一般人が誰でも利用できるニューロンのインタラクティブなアーカイブ「EyeWire Museum」を作成しました。

EyeWire Museumの開発に携わった大学院生のアレクサンダー・ベー氏は、「この博物館(EyeWire Museum)は脳の地図のようなものです。
これまでの脳地図には、個々の細胞や細胞のサブセットを視覚化したり、それらと相互作用するような機能はありませんでした。
しかし、EyeWire Museumのデータは個々の細胞の形態情報を持っているだけでなく、機能データも有しています」と、EyeWire Museumの有用性について語っています。
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/brain-mapping-gamers-discover-new-neuron/01.png

研究者によるとニューロンは数千億個がつながっており、脳は計り知れないほど複雑であるそうです。

続きはソースで

関連リンク
EyeWire Museum
http://museum.eyewire.org
3Dパズルゲーム「EyeWire」
https://eyewire.org/explore

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180521-brain-mapping-gamers-discover-new-neuron/ 
ダウンロード (18)


引用元: 【脳科学】脳マッピングをゲーマーにクラウドソーシングすることで新種のニューロンを発見することに成功[05/21]

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1: 2018/04/10(火) 11:59:39.52 ID:CAP_USER
 中部大学の津田一郎教授が1987年に提案した数理モデルが、海外の数学者らによって証明された。
このモデルは人が脳で連想記憶を行う機構の一端を説明するもので、当時の数学的手法では証明できなかった。
今回、ブラジル・リオデジャネイロ連邦大学の数学者らが、コンピューターを用いる数値シミュレーションで検証に成功し、初めて数学によってモデルの正しさが明らかになった。

 脳は目、耳、鼻、舌、皮膚から受ける刺激を情報として記憶する際、過去の記憶を参考にして新たな入力情報が何であるかを連想する。
例えば、かじったリンゴを見てもリンゴだと連想し、レモンを見ると酸っぱいと連想して新たな記憶として留める。

 31年前、津田教授は大脳新皮質内のニューロン(神経細胞)のネットワーク構造を模擬した神経回路モデルで連想記憶の研究に着手。

続きはソースで

論文情報:
1987年【Progress of Theoretical Physics】Memory Dynamics in Asynchronous Neural Networks(PDF)
https://academic.oup.com/ptp/article-pdf/78/1/51/5439802/78-1-51.pdf
2018年【Mathematics】Chaotic Itinerancy in Random Dynamical System Related to Associative Memory Models(PDF)
http://www.mdpi.com/2227-7390/6/3/39/pdf

大学ジャーナル
http://univ-journal.jp/20187/
ダウンロード (1)


引用元: 【数学】中部大学教授による31年前の数理モデルをブラジルの数学者らが証明[04/09]

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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]

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1: 2018/01/24(水) 19:55:41.89 ID:CAP_USER
「脳は体を支配している」という考え方は長い間支配的でしたが、近年になって胃腸が「第2の脳」と呼ばれるなど、人間の体は脳だけによって動かされているのではないことがわかってきています。
脳神経科学者のアントニオ・ダマシオ氏も「脳は体を支配するのではなく、調整している」という考えを持っている一人であり、「脳の偉大さ」を誇張する風潮とは異なる考えを示しています。

The Evolution of Pleasure and Pain
http://nautil.us/issue/56/perspective/antonio-damasio-tells-us-why-pain-is-necessary

ダマシオ氏は「情動」の研究者として世界で名をはせている人物。
現代では、「脳は体においてコンピューターのように作用し、支配的な位置で体の他の部分に指令を送っている」という考え方、すなわち「脳中心」の考え方を持っている人も少なくありません。
しかし、ダマシオ氏は「体が脳や心に影響を与えるのと同じように、脳は体に影響を与える」として、脳と体が相互作用している分離不可能なものであること、そして脳と体による有機体は「環境」と強く相互作用していることを主張しています。

そんなダマシオ氏の新刊「The Strange Order of Things: Life, Feeling, and the Making of Cultures」は「感情」そして「生物的進化はどうして人間を種として繁栄させたのか」ということに焦点を当てたもの。
なぜ人が科学に拍車をかけ、薬や宗教、芸術を作り出せたのかに迫っています。

科学者のフランシス・クリックは「人間の考えや感情精神などは全てニューロンに他ならない」という考え方を持っていましたが、クリックと友人であったダマシオ氏は「人間の行動や精神はニューロンだけでは成立しない」という全く反対の考え方を持っています。
神経系は体のそのほかの部分と絶えず協力し相互作用を行うことで機能しており、これは神経系が組織体のアシストを第一に行っていることからも明らかであるとのこと。

進化の過程で有機体は内分泌系・免疫系を手に入れ、代謝を行うようになりました。
すると、このような活動を同時に行えるよう調整する役割が必要になり、神経系がその役割を担ったのです。
このことから、脳は体を「支配」しているのではなく、全体の流れがスムーズになるよう「調整」しているのだというのがダマシオ氏の考え方。

そして何百万年もの間でプロセスが発達していき、神経系は体内の調整だけでなく、「外側の世界」と「内側の世界」の調整を行うようになります。
「これが『大脳皮質』という名の神経系が行うことです」とダマシオ氏は語っており、人間が認識・記憶・推理・操作・翻訳などさまざまなことが可能になったわけです。

ダマシオ氏は「The Strange Order of Things」全編を通してホメオスタシスの重要さを説いています。
ホメオスタシスは「恒常性」とも呼ばれ、「均衡」と同じものとして考えられることもありますが、
ダマシオ氏によれば、これは誤りとのこと。なぜなら、「死」もまた均衡の取れた状態であるからです。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180123-evolution-of-pleasure-and-pain/
ダウンロード (2)


引用元: 【脳科学】脳は体を「支配」しているのではなく「調整」している[18/01/23]

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1: 2018/01/14(日) 13:35:54.86 ID:CAP_USER
毎日発表される論文を眺めていても飽きないのは、重要な発見や新しい考えに出会うだけでなく、馬鹿げて研究の対象になどなりえないと思うようなことが結構真面目に研究され、論文になっていることを知り、ホッとすることができる点だ。

(中略)

今日紹介する英国・ノッチンガム大学からの論文もそんな研究の一つで、「また面白いタイトルで人を引きつけて」と読み始め、「あくびの研究は重要だ」と真面目に読み終わることになった。
タイトルは「A neural basis for contagious yawning(あくびがうつる神経的基盤の一つ)」で、9月11日号のCurrent Biologyに掲載された。

確かに誰かがあくびを始めると、あくびが広がるという現象は誰もが経験している。
個人的には、前の日に飲みすぎたり、話に飽きたり、部屋の炭酸ガス濃度が上がるからではと単純に考えていたが、この現象が真面目に研究されてきたことが論文を読むとよくわかる。

これまでの研究で最も有力な説は、ミラーニューロン仮説だ。

ミラーニューロンは、サルがエサを取る行動時に活動する神経を調べていたイタリアの研究者が、サル自身がエサを取るときだけでなく、たまたまサルが実験に関わる研究をしていた研究者が同じエサを掴んだのを見たサルの脳でも同じように興奮する神経があることに気づいて発見された細胞だ。

要するに、他の個体の行動を自分の行動に映すのに関わる神経細胞だ。
この説では、あくびがうつるのは、ミラーニューロンが興奮して行動を真似ようとすることが原因になる。
実際、あくびがうつるのは人間以外の動物でも見られる。

しかし、MRIを用いた研究では、人間のミラーニューロンがあくびで興奮する証拠はなく、また個人差が大きいことから、ミラーニューロン仮説の可能性は低い。

もう一つの仮説が、他人のあくびが私たちの本能を刺激して、相手を真似る行動を誘発するという仮説がある。実際、生後すぐの赤ちゃんでは、あくびも含めて他人の真似をする回数が多いが、3歳児をすぎるとただ身振りを真似る行動はなくなる。
この本能の名残があくびがうつる現象として大人になっても残っているという考えだ。

詳細・続きはソースで

aasj
http://aasj.jp/news/watch/7320

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引用元: 【脳科学】あくびがうつる現象の脳科学(Current Biology掲載論文)

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1: 2017/11/07(火) 03:15:48.21 ID:CAP_USER
 同志社大学生命医科学部の池川雅哉教授らのグループは10月17日、アルツハイマー病(AD)脳に蓄積するアミロイドベータ(Aβ)の網羅的解析を、イメージングマススペクトロメトリー(IMS: Imaging Mass Spectrometry)法を用いて、可視化することに成功したと発表した。

●アルツハイマー病とは

 アルツハイマー病は、不可逆的な進行性の脳疾患で、記憶や思考能力がゆっくりと障害される病気である。
この疾患は、1906年に、アロイス・アルツハイマー博士が発見。博士は患者の脳を調べ、多数の異常な凝集体(老人斑)と、線維のもつれ(神経原線維変化)を発見した。

 脳内の老人斑(Aβ)と神経原線維変化(タウ)の2つのタンパク質は、アルツハイマー病の主な特徴だという。
3つ目の特徴は、脳内の神経細胞(ニューロン)間の連結の消失である。
この3つの特徴から仮説を立てて、アルツハイマー病発生のメカニズムの研究や新薬が研究されているようだ。

 治療によりアルツハイマー病の症状の悪化を抑えられる場合もあるが、この深刻な疾患に対する治療法はないのが現状である。

続きはソースで

財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20171029/408479.html
images


引用元: 【医学】同志社大、アルツハイマー病の脳内分布の可視化に成功 

同志社大、アルツハイマー病の脳内分布の可視化に成功の続きを読む
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