هوش مصنوعی جای خود را به ابزارهای جدیدی برای تحقیقات علوم اعصاب می دهد

هوش مصنوعی جای خود را به ابزارهای جدیدی برای تحقیقات علوم اعصاب می دهد

مطالعه هوش مصنوعی (AI) و علوم اعصاب وجوه مشترک زیادی دارند. هدف علوم اعصاب شناخت بهتر مغز با رمزگشایی شبکه‌ها و فرآیندهای پیچیده آن است.

علوم اعصاب چیست؟

علوم اعصاب چیست؟

علوم اعصاب رشته ای است که به مطالعه علمی سیستم عصبی اختصاص دارد. این یکی از میان رشته ای ترین زمینه های علمی و همچنین یکی از سریع ترین پیشرفت ها است. دانشمندان علوم اعصاب ممکن است از زمینه های مختلفی مانند روانشناسی، علوم کامپیوتر، زیست شناسی و پزشکی باشند. درک بالقوه علوم انسانی را با ارائه فرضیه‌ها و مفهوم‌سازی برای مکانیسم‌های زیربنایی فکر، احساسات، رفتار و هر آنچه در این بین وجود دارد، ارتقا می‌دهد. دانشمندان علوم اعصاب از طیف روزافزونی از ابزارها استفاده می کنند، از جمله اسکنرهایی که قادر به نشان دادن فعال شدن مغز در زمان واقعی هستند، مدل های کامپیوتری که قادر به دستیابی به توانایی های زبانی با استفاده از همان روش شناسی اولیه رشد کودکان هستند، تکنیک های مولکولی که می توانند چگونگی تغییرات را در یک بی نهایت کوچک توضیح دهند. مقیاس می‌تواند به اثرات گرانش غیرقابل محاسبه و مطالعات اخلاق‌شناختی تبدیل شود که کارها و تعاملات پیچیده موجودات زنده در محیط‌های طبیعی‌شان را به قوانین کلی رفتار رمزگشایی می‌کند. از این مطالعات آنها می آموزند که چگونه سیستم عصبی بوجود می آید، ما را شکل می دهد و حتی گاهی اوقات چگونه از کار می افتد.

نوروفوتونیک

روش‌های تصویربرداری نوری در طول تاریخ برای تجسم نورون‌ها و بافت‌های عصبی میکروسکوپی استفاده می‌شده است و پیشرفت‌ها در توموگرافی اپتیکال منتشر تصویربرداری توموگرافی غیرتهاجمی از مغز انسان را امکان‌پذیر کرده است. 

مهندسی عصبی

این ویرایش سوم ، مباحث اساسی معاصر مهندسی مغز و اعصاب را مرور می کند ، از اصول اساسی گرفته تا پیشرفته ترین ، و توسط محققان برجسته این رشته نوشته شده است. این کتاب شامل اندازه گیری ها و سنسورهای بیوالکتریک عصبی ، پردازش سیگنال EEG ، رابط های مغزی و رایانه ای ، مدولاسیون عصبی قابل کاشت و ترانس جمجمه ، رابط عصبی محیطی ، تصویربرداری عصبی ، مدل سازی عصبی ، مدارهای عصبی و شناسایی سیستم ، مهندسی زیستی شبکیه و پروتز و مهندسی بافت عصبی است. هر فصل با سوالات تکالیف در نظر گرفته شده برای استفاده در کلاس دنبال می شود.

 

توموگرافی فوتواکستیک سیستم های عصبی

علوم اعصاب به یکی از جذاب ترین مناطق تحقیقاتی معاصر تبدیل شده است که پیشرفت چشمگیر در دهه های آینده انتظار می رود. تکنیک های مدرن تصویربرداری با آشکار کردن اطلاعات آناتومیکی ، عملکردی ، متابولیکی و مولکولی در مورد مغز ، درک علمی از سیستم عصبی را امکان پذیر کرده اند. در میان این تکنیک ها ، توموگرافی فتوآکوستیک (PAT) ، توجه بیشتر و بیشتری را به خود جلب می کند ، به لطف کنتراست جذب نوری غنی ، قدرت تفکیک مکانی - زمانی و نفوذ عمیق ، نقش مهمی در مطالعات مغزی دارد. 

یک ایده روشن - پروتئین های مهندسی شده ژنتیکی برای مطالعه نورون ها با استفاده از نور

یک ایده روشن - پروتئین های مهندسی شده ژنتیکی برای مطالعه نورون ها با استفاده از نور

در علوم اعصاب ، ابزارهایی برای کنترل فعال سازی و غیرفعال سازی سلولهای عصبی منفرد برای دستیابی به بینش در مورد عملکردها و خصوصیات آنها بسیار مهم است. اکنون ، دانشمندان انواع جهش یافته ای از یک پروتئین غشایی را تولید کرده اند که می تواند به طور موثر نورون ها را هنگام روشن شدن ساکت کند. با استفاده از نور سبز و قرمز به ترتیب می توان اثر خاموش کننده را به سرعت روشن و خاموش کرد ، و ابزاری پیچیده تر از آنچه در حال حاضر موجود است را فراهم می کند.

علوم اعصاب

علوم اعصاب مربوط به تمام جنبه های علمی سیستم عصبی از جمله عناصر مولکولی ، سلولی ، عملکردی و ساختاری و همچنین جنبه های تکاملی ، پزشکی و محاسباتی است. چند نمونه از مناطق اصلی مورد مطالعه عبارتند از:

الگوهای سیگنالینگ عصبی و اتصال آکسونی

رشد عصبی و عملکرد بیولوژیکی

شکل گیری مدار عصبی و نقش عملکردی در بازتاب ها ، حس ، حافظه ، یادگیری و پاسخ عاطفی 

مهندسی عصبی

این ویرایش سوم ، مباحث اساسی معاصر مهندسی عصبی ، از اصول اساسی گرفته تا پیشرفته ترین مطالب را مرور می کند و توسط محققان برجسته این رشته نوشته شده است. این کتاب شامل اندازه گیری ها و سنسورهای بیوالکتریک عصبی ، پردازش سیگنال EEG ، رابط های مغز و رایانه ، مدولاسیون عصبی قابل کاشت و ترانس جمجمه ، رابط عصبی محیطی ، تصویربرداری عصبی ، مدل سازی عصبی ، مدارهای عصبی و شناسایی سیستم ، مهندسی زیستی شبکیه و پروتز و مهندسی بافت عصبی است. هر فصل با سوالات تکالیف در نظر گرفته شده برای استفاده در کلاس دنبال می شود.

 

مغز و اعصاب

مغز و اعصاب

روش های تصویربرداری نوری از لحاظ تاریخی برای تجسم میکروسکوپی نورون ها و بافت عصبی استفاده شده است ، و پیشرفت در توموگرافی نوری پراکندگی تصویربرداری غیر تهاجمی توموگرافی مغز انسان را امکان پذیر کرده است. با استفاده از روشهای جدید موجود در زمینه گسترش اپتوژنتیک ، اکنون می توان کنترل نوری عملکرد سلول را با استفاده از انواع کانالهای یون غشایی فتوساعت پذیر طبیعی و تغییر یافته ژنتیکی مانند کانال های رودخانه مشهور از گونه های جلبک Chlamydomonas reinhardtii ارائه داد.  

علوم اعصاب