Pandangan multiskala baru tentang otak manusia


Newswise – Arsitektur otak mendukung fungsi kognitif dan perilaku dan sangat kompleks dengan koneksi di banyak lapisan yang berinteraksi satu sama lain. Namun, upaya penelitian biasanya difokuskan pada satu skala spasial. Dalam sebuah studi yang dipimpin oleh para peneliti dari Institute of Complex Systems of the University of Barcelona (UBICS), para peneliti mempelajari organisasi spasial multiskala otak dan mengamati bahwa, dalam model jaringan geometris, lapisan pada resolusi yang berbeda serupa dengan dirinya sendiri, yaitu, saat kita menjauh, struktur geometris dan konektivitas lapisan tetap sama.

Untuk melakukan penelitian ini, peneliti menggunakan dua set data berkualitas tinggi dengan peta koneksi saraf, penghubung, dari delapan puluh empat subjek sehat dengan masing-masing lima resolusi anatomis. Menurut M. Àngels Serrano, peneliti ICREA di UBICS, “Hasil penelitian menunjukkan bahwa konektivitas otak pada skala yang berbeda diatur dengan prinsip yang sama yang mengarah pada komunikasi desentralisasi yang efisien”.

Struktur otak manusia berkembang melalui serangkaian skala panjang yang saling terkait yang meningkatkan kompleksitasnya. “Kemiripan diri yang kami tentukan sebagai pola dalam struktur multiskala dari penghubung manusia memperkenalkan kesederhanaan sebagai prinsip pengorganisasian”, catat Serrano. Ini berarti bahwa aturan konektivitas yang mendasari yang menjelaskan struktur ini tidak bergantung pada skala observasi – setidaknya dalam skala yang dianalisis dalam studi ini-, “artinya, kami tidak memerlukan seperangkat aturan khusus untuk setiap skala”, Serrano menyimpulkan.

Model memprediksi pengamatan melalui penerapan protokol renormalisasi. Metode ini didasarkan pada model jaringan geometris yang menempatkan node dalam ruang metrik tersembunyi, mendefinisikan peta, sehingga kedua node lebih mungkin untuk terhubung. Jenis model ini memungkinkan peneliti untuk menjelaskan fitur universal dari jaringan nyata.

Untuk setiap skala, ada kesesuaian yang luar biasa antara observasi empiris dan prediksi yang diberikan oleh model. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aturan yang sama menjelaskan pembentukan koneksi jarak pendek dan jarak jauh di otak dalam barisan skala panjang yang mencakup dataset yang digunakan “, tutup peneliti UB ini.

Implikasi dari penemuan ini ada beberapa. Di satu sisi, ini bisa berguna dalam perdebatan mendasar, seperti apakah otak bekerja mendekati titik kritis. Di sisi lain, ia dapat memiliki aplikasi untuk alat-alat canggih pada simulasi fungsi otak.

###


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author