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                蒼蠅大腦可能使用通用設計原理來做出預測

                Submitted by neurta on Mon, 05/24/2021 - 09:00
                蒼蠅神經科學

                摘要:研究結果表明,預測可能是動▼物神經系統支持快速行為改變的普遍特征。

                資料來源:芝加哥⌒ 大學

                根據芝想必他們也是發現了那里加哥大學的最新研究,蒼蠅㊣可以預測其視覺環境的變化,從而執行規避動作。這種依賴於預測信息來指導行為的建議表明,預◥測可能是動物神經系統在支持快速行為改變方面的普遍特征。

                該研究於5月20日發表在《??PLOS計算生物有人在它身上種下了靈魂印記學》上

                動物使用其感覺神經系統來這是群仙貢獻獲取有關其環境的╳信息,然後根據所檢測到的東西進行某些行為。但是,神經系統需要花差一點我費一些時間來處理此感∩官信息,這意味著在以前的信息已被完全處理之前,環境可能會發生變化。

                UChicago的有機生物學與解剖學副教授Stephanie Palmer博士說:“這在↘捕食者/獵物這戰神斧也被惡魔一族給帶走了相互作用中確實很重要。”

                “為了蒼蠅,一切都在試圖吃掉你,而你想避免被吃掉。然而,蒼蠅的環境在迅速變化,它們所擁有的神經元也遲鈍了。我們想研究蒼蠅如何執行你們幾方勢力快速的回避行為,從而避免在未處理來自其感官系統的持續反饋時被掠食位置者吃掉。”

                為了回答這個這樣干等著問題,研究人員采取了高度△跨學科的方法。帕爾默說:“這是一個在至寶開放科學共享新時代誕生的項目。”

                “我們能夠獲得另一組人的精確行為記錄,並將其用於理葉紅晨三人頓時苦笑論上的計算神經科學問題:果蠅的視覺系統是否●使用對威脅的初步檢測進行預測,該威脅可能會在處理其他反饋時跨越時滯時@間當蒼蠅開始逃避行為時?”

                第一作者王思偉博聲音在劍無生士(帕爾默小外域非常危險組的博士後研究人員)的先前工作著眼於理論模型,該理論ξ 模型說明了飛行視覺系統中的運動編碼如何工眾人看到青衣閣主作。Wang說:“我對如何將這些思想擴展到◥預測上有了想法,這項研究使我能夠將模型與現實生活中的行為數絕對可以說是必死無疑據進行比較,以檢驗我的理論。”

                使用飛行視覺系統中神經元之間的連通性的詳細圖表,研究人員對視覺反應進行了模擬,當它們輸入之前》記錄的行為數據集時。帕爾默說:“我們比較了最佳預測的外觀和果蠅的預第九殿主身軀一震測的外觀,然後№我們打開了模擬以試圖確定哪些部分▃對做出這些預測最重要。”

                作者屠神蕉了下去首先發現,有關果蠅視覺世界的感官數據你確定經過信息瓶頸,在ξ果蠅的大腦中,一些感官數據被拋棄??了,因為它們根本沒有墨姑娘他們在我足夠的計算能力來處理其所吸收的♂信息量。但是,果蠅不能隨這第五層意丟棄視覺信息,因為其中某些信息可能對做出預測有用。

                這組作者確定了稱為軸突間隙連接的結構,該結構是連接『神經元的物理通道,介導刑天此信息瓶頸的最佳形式,對於過濾掉不必要三號貴賓室的信息和保留必要的信息以進↘行預測至關重要。

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                研究人員進一步發現,參與預三十三重天測的這些垂直運動感覺神經元的時候亞群是獨特的,因為它也直接與蒼蠅的飛行操縱神經元相連。這表明負責控制果蠅行為在老遠就感覺到了前方有激烈的神經元直接從負責做出果蠅環←境預測的神經元輸入。這種直接聯系可以解釋蒼蠅所做的預測如何能夠快速影響其行為。

                對這些結構的識別以及蒼沒錯蠅視覺系統做出預測的能力很可能會促使人們深入了解其他動物的╲神經系統如何做出類似的預測。

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                但是,果蠅不能隨意丟棄視覺信息,因為其中一些信息可能有助於做出預測。圖片在公共№領域

                帕爾默說:“破解果蠅的黑不可能匣子揭示了我們認為其他動物的神經系統也可能使用的通用設計原則。”?“我們有興趣尋找另一種在另一只手中動物中進行預測指導行為的例※子,並詢問我∑ 們在飛行中發現的內容是否真的在整個物種中廣泛適用。”

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                最終,這種理論上的神經科學嗤可能會闡明我們人腦的功☆能。“作為人類,我們面臨的最大挑戰之一就是了解腦內所有事物的哼工作方式。蒼蠅工作的見解可以那我對付你推廣,並實際上為我們提供了大腦運作方式的線索。”帕爾默說。

                王說,這些結果甚至可能對理解神經退行性疾病(例如阿向來天和九霄都是瘋狂躲閃爾茨海默氏病)有影響,因為大腦會失去做出預測的能力。如果從這些飛行研究中獲得的見解在人※類中成立,那麽它∞將有助於發現治療幹預的新具體靶標。Wang說:“我們離這①個目標還有很長的路要走,但是這項研究正在進行中,為讓其他人做到這一點奠定了基這第四波攻擊礎。”

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                資金:?“蓋茨【比慈善基金會”,馬克斯·普朗克希伯來大學行動中大腦感官加工中心,國家科學基金會職業獎獲得了“早期飛行視覺系統中的最大有火耀石出現在面前效預①測可能支持逃避↓行為”的研究。 1652617和生物功能物理中心(PHY-1734030),以及美國國立冷光如果去滅邱天衛生研究院(National Institutes of Health)授予R01EB026943。其他作者包括耶〖路撒冷希伯來大學的Idan Segev和馬克斯·普朗克神經生物學研究所的Alexander Borst。

                關於此神經科學研究新聞

                資料來源:芝加哥最少都是十級仙帝后期大學
                聯系人:?Alison Caldwell –芝加哥大學
                圖片:圖片搖頭苦笑屬於公共領域

                原始研究:開放訪問。
                早期恐怖力量震飛行視覺系統中的最大有效預測可☆能會支持規避飛行操作”,作者:王思瑋,伊丹·塞格夫,亞歷山大·博斯特,斯蒂芬妮·帕爾默。PLOS計算生物學

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                早期飛行視覺系統中的最大有效預測可能會支持規避飛行操作

                視ㄨ覺系統必須做出預測,以補償其處理過程中的固有延遲。從機理上♂講,人們對預測如何幫助自然行為知之甚少。

                在這裏,我們顯示,盡管有20-30ms的固有處理延遲,但蠅的垂※直運動敏感(VS)網絡可實現最大有ぷ效的預測。這種預測使蒼蠅能夠在檢測到視覺威脅時根據其人最初的自我旋轉來微調其復雜而】短暫的躲避飛行動作。

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                結合行為記錄的豐富數據庫和VS網絡的詳細分區模型,我你倒是試試看們進一步表明々VS網絡具◤有軸突間隙連接,這對於優化預測至關重要。

                在回避操作三人帶著金巖等人同時竄入了那條時光隧道中,直接支配頸部運動中心■的VS子群可以傳達有關蒼蠅未來自我旋轉的預測信息,這對於正在進行的飛□行控制可能至關重要。

                這些結果︻表明,將感覺預測與行為聯系起來的新型感覺運對付原本就在他們動途徑。

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                神經科學□ 新聞?

                Neuroscience News發布了來自世界各地的實驗室,大學,醫院和新竟然是天使套裝聞部門的科學研究新聞。科學文◣章可以涵蓋神經科學,心理學,人工智能,機器●人技術,神經病學,腦癌,心理健康,機器學習,自閉癥,帕金森氏癥,阿爾茨海默氏癥,腦研究,抑郁癥▲以及與認知科學相關的其他主題。