Исследование показало, что тренировка нейронных цепей на ранних этапах развития улучшает реакцию - PSORDOC

Исследование показало, что тренировка нейронных цепей на ранних этапах развития улучшает реакцию

Когда дело доходит до обучения нейронных цепей для тканевой инженерии или биомедицинских приложений, новое исследование предлагает ключевой параметр: обучать их в молодом возрасте.

Методы тренировки инженерных нейронных цепей обычно включают их обучение после того, как клетки полностью созреют. Используя светочувствительные нейроны, полученные из стволовых клеток мыши , исследователи из Университета Иллинойса, Урбана-Шампейн, обнаружили, что их обучение на ранних этапах развития клеток и формирования сети привело к устойчивому улучшению связей, чувствительности и экспрессии генов полученной нейронной сети . Они опубликовали свои результаты в журнале Scientific Reports.

«Это похоже на то, как старая собака изучает новые трюки, а не молодой щенок», — сказал аспирант Гелсон Паган-Диас, первый автор исследования. «Когда мы тренируем сеть, если мы стимулируем ее, когда она все еще похожа на щенка, мы можем получить лучший отклик на обучение, чем если бы он уже был зрелым».

Улучшенное нейронное обучение имеет множество применений в биоинженерии и регенеративной медицине. Например, команда из Иллинойса надеется использовать обученные нейронные цепи для управления движением и поведением миниатюрных биогибридных машин. Типы улучшений, которые дает раннее обучение, могут дать машинам и схемам больше функциональности и дать исследователям более точный контроль над этими функциями.

«По мере того, как мы развиваемся в области создания машин с живыми клетками, возможность стимулировать и программировать нейронные клетки и сети с помощью света на ранних этапах их развития может стать важным инструментом в нашем инженерном хранилище», — сказал руководитель исследования Рашид Башир, профессор биоинженерии и декан инженерного колледжа Грейнджер в Иллинойсе. «Кроме того, эта работа может иметь значение для биологии развития, регенеративной медицины и исследований мозга».

Чтобы обучить нейроны, исследователи использовали синхронизированные импульсы света для стимуляции клеток. Исследователи начали тренировочный режим, когда клетки находились на ранней стадии своего развития — скопления стволовых клеток, называемые эмбриоидными тельцами, предназначенными для превращения в двигательные нейроны. Они продолжили обучение по мере того, как клетки дифференцировались, становясь полностью зрелыми нейронами, и продолжили обучение после переноса клеток на пластины для соединения и формирования нейронных цепей .

Затем они сравнили схемы, обученные на ранних этапах, с схемами, выращенными вначале, а затем обученными — обычным методом.

По словам Пэган-Диаз, исследователи увидели ряд различий между группами. В нейронах, обученных во время развития, они увидели больше расширений, указывающих на связи между клетками, увеличение пакетов нейротрансмиттеров, отправляемых между клетками, и более структурированную нервную активность, указывающую на большую стабильность сети. Эффект от раннего обучения был длительным, тогда как клетки, обученные позже, имели тенденцию давать временные ответы.

«Вы можете думать о нейронах, как о спортсменах на тренировках», — сказал Пэган-Диаз. «Световая стимуляция походила на обычную тренировку нейронов — они были сильнее, атлетичнее и лучше выполняли свою работу».

Чтобы определить основную основу этих изменений, исследователи проанализировали генетическую активность нейронов. По словам Башира, они увидели увеличение экспрессии генов, связанных со зрелостью сети и нейронными функциями, что указывает на то, что раннее обучение могло навсегда изменить генетические пути по мере развития клеток .

(568 публикаций на сайте)

(Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Содержание

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Adblock
detector