Kada su online igrači pridonijeli velikom znanstvenom otkriću

Kada su online igrači pridonijeli velikom znanstvenom otkriću

Uvučeni u nezasitan apetit ljudi za novim načinima da se vijori i gube vrijeme, nedavno su neki istraživači Ivy Lige učinili ključni element njihovog rada u online igri.

Kako bi se riješila zagonetka o tome kako oko percipira gibanje i smjer, neuroznanstvenici su najprije trebali stvoriti kartu mrežnih živčanih putova - iz svojih zastrašujućeg broja mogućih veza. Znajući da mnoge ruke (i touchpads) olakšavaju posao, razvili su program u kojem su igrači na mreži upotrijebili svoje jedinstvene setove vještina za mapiranje tih veza - i neovisno o sebi čine nešto produktivno.

Oči učiniti više nego samo vidjeti

Popularna zabluda drži da se percepcija odvija u cijelosti u mozgu, a milijarde neurona u tijelu su samo glasnici koji šalju neobrađene podatke u središnji procesor. Zapravo, barem kod sisavaca, neuroni u mrežnici analiziraju složene informacije i prije nego što se ti podaci šalju vašem grahu.

To se događa zato što, ovisno o vrsti i mjestu živčanih stanica u mrežnici, potaknuti će različite vrste podražaja, kao što su svjetlost ili gibanje. U studiji iz 1964. godine otkriveno je da su određene skupine živčanih stanica u retinama zečeva čak i potaknute veličinom, smjerom i brzinom. [i] Zapravo, za neke ćelije, samo ih kretanje u određenom smjeru bi ih pokrenulo, tako da kretanje u drugom smjeru ne bi - proces koji se naziva selektivno usmjeravanje.

Potrebno je više stanica za određivanje smjera, a zajedno provode barem primitivnu analizu podataka prije nego što ga šalju kroz optički živac u mozgu.

Međutim, do nedavno nitko nije bio precizno siguran kako su te različite neuronske stanice povezivale i komunicirale.

Stanice u retini

Nekoliko tipova vizualnih živčanih stanica mora surađivati ​​kako bi se smatrali smjer: fotoreceptori, bipolarni neuroni i amakrine stanice starburst. Fotoreceptori pokreću svjetlost koja napada mrežnicu, čime šalju električni signal bipolarnoj ćeliji koja odašilje signal u amakrine stanice starburst.

Ove starburst stanice (mislim na bicikl kotača i njegove žbice) imaju brojne male filaments (zvane dendrites) koji se protežu u bezbroj smjerova, čineći složene veze i putove, koje je teško pratiti. Na kraju, međutim, informacije se šalju iz zvijezda u zbirku živčanih stanica (zvan ganglion), koja u konačnici šalje djelomično analizirane podatke u mozak.

Izrada igre iz znanosti (i znanstvenici iz Gamera)

Prije nego što se bilo koja veza može mapirati, najprije bi trebala biti proizvedena kvalitetna 3D slika mrežnice. U početku, miša mrežnica je rezana u mnoge super tanke komada, a one su skenirane elektronskim mikroskopom. Nakon što su spojeni, stvorena je 3D slika, a onda je to pretvoreno u EyeWire igru ​​u kojoj "igrači su osporeni za mapiranje grana neurona s jedne strane kocke na drugu. Razmislite o tome kao 3D puzzle. Igrači kretati kroz kocku (mjerenje oko 4,5 mikrona po strani ili ~ 10x manji od prosječne širine ljudske kose) i rekonstruirati neurone u volumetrijskim segmentima uz pomoć algoritma za umjetnu inteligenciju razvijenu u Seung Labu. "

Za ovaj Starburst izazov, najbolji 2.000 igrači uspjeli su uspješno mapirati dovoljno mrežnice za istraživače kako bi prepoznali najmanje jedan od puteva koji se koriste u detekciji smjera. Znanstvenici su toliko cijenili doprinos njihovih igrača, EyeWirers su bili uključeni kao koautori u akademskom članku gdje su rezultati objavljeni.

Kako mrežnica otkriva pokret

U suštini, za svaki dendrit na zvijezda zvijezda, određena vrsta bipolarne stanice (BC3) bi bila pričvršćena prema van duž dentrita, a druga vrsta bipolarne stanice (BC2) bila bi pričvršćena blizu središta. Dvije vrste bipolarnih stanica pale su pri različitim brzinama, pri čemu BC2 ima duže odgađanje.

Kad se svjetlost pomakne u pogled, potiče fotoreceptore, koji uzrokuju da se oba tipa bipolarnih stanica pale; često, poruke iz dviju vrsta stanica duž dendrita doći će do zvijezdeće stanice u različito vrijeme (u malom dijelu zbog veće kašnjenja BC2).

Međutim, kada se objekt u vidokrugu pomiče uzduž određenog dendrita, poruke poslane iz svojih dviju vrsta bipolarnih stanica (BC2 i BC3) pogodile su zvjezdarnu stanicu u isto vrijeme, što će zauzvrat biti dovoljno impresionirano da šalje signal svojoj ganglijskoj ćeliji: "Uglavnom govori mozgu da se objekt kreće u smjeru koji je određen orijentacijom snažnog dendrita. "

Autori istraživanja upozoravaju da je samo mali dio retinskih putova mapiran i da postoje vjerojatno druge živčane stanice uključene u otkrivanje pokreta.

 Ostale igre na mozgu

Ne bi se trebalo ograničiti samo na očevid, EyeWire se nada da će mapirati sve poveznice mozga (nazivaju povezivanje), a novi projekt je u tijeku kako bi se pratili neuronski putovi koji povezuju specifične mirise s emocionalnim odgovorima.

Činjenice o Bonus Neuronu

  • EyeWire posada je preuzela ogroman zadatak. Ima preko 85 milijardi neurona u prosječnom ljudskom tijelu, i između 19 i 23 milijarde samo u cerebralnom korteksu (gdje male sive stanice rade složeno razmišljanje). Za usporedbu, naš najbliži konkurent je afrički slon koji ima samo 11 milijardi neurona u korteksu svog velikog mozga.
  • Iako je konvencionalna mudrost tvrdila da je neokorteks (gdje se naša najkompleksnija razmišljanja) pojavljuje samo kod sisavaca, nedavna stipendija je to dovodila u pitanje. Najmanje dvije vrste ptica i jedna od kornjača imaju iste vrste "ćelija sličnih neokorteksu" u različitim dijelovima njihovog mozga, a činjenica je koja dovodi neke da se upitaju jesu li sposobne za napredne funkcije mozga. Nasuprot tome, morske spužve imaju nula (0) živčane stanice.

Ostavite Komentar