Welkom bij de onderzoeks- en strategiediensten in het snelle tempo van vandaag.
Hoewel het voor de meeste wetenschapsgebieden een moeilijk jaar is geweest, is de gouden eeuw van de neurowetenschappen in 2020 steeds sneller blijven bloeien. Er zijn met name meerdere sci-fi-achtige doorbraken geweest voor het in kaart brengen van onze hersenen, belangrijke ontwikkelingen voor het verbeteren van de menselijke gezondheid. tot op oudere leeftijd, en het aanbreken van een nieuw tijdperk van op AI gebaseerde neurowetenschappen. Laten we eens kijken naar 9 van de belangrijkste neurowetenschappelijke ontdekkingen van het afgelopen jaar.
Eerder dit jaar ontwikkelden MIT-wetenschappers een nieuwe techniek om structurele mapping (hersenanatomie) te combineren met functionele mapping (hoe de hersenen zich gedragen) - de eerste keer dat dit op de juiste manier is gelukt. Bovendien is dit gedaan bij levende muizen, waarbij de mapping in realtime over de hersengebieden van muizen is uitgevoerd. Deze video geeft een idee van hoe fascinerend het is om de koppeling van hersenstructuren en live-activiteit te zien veranderen als reactie op het feit dat een muis verschillende beelden te zien krijgt.
De voorhoedetechniek combineert drie-fotonenmicroscopie THG retinotopische mapping , waardoor activiteit via elektrische handtekeningen door diep hersenweefsel kan worden waargenomen.
Het biedt ook een verbluffende resolutie, waardoor individuele neuronen en hun substructuren kunnen worden bestudeerd, evenals fijne bloedvaten en myeline – een soort isolator waarvan bekend is dat het een kritische factor is in de verwerkingssnelheid van de hersenen.
Deze studie concentreerde zich op de visuele centra van de hersenen, maar dezelfde methode kan worden gebruikt om andere regio's te bestuderen. Het belooft een krachtig hulpmiddel te worden voor het begrijpen van verschillen in gezonde en zieke hersentoestanden, en ook voor hoe de hersenen reageren op stimulatie uit de omgeving.
Stanford University maakte een belangrijke doorbraak met een nieuwe bifocale microscopietechniek genaamd COSMOS . Hun werk legde films vast van neurale activiteit in de hele hersenschors van het brein van een muis.
Deze signalen werden geregistreerd door de hersenen feitelijk vanuit drie verschillende hoeken te filmen en vervolgens op computergestuurde wijze signalen te extraheren om een live video te verkrijgen van macroscopische activiteit over de linker- en rechterhersenhelft. Hier is een voorbeeld waarin je letterlijk de opmerkelijke elektrische storm van een echt brein in actie ziet.
Terwijl de cortex complexe cognitieve functies op een hoger niveau afhandelt, kunnen mysterieuzere gedragingen zoals besluitvormingsprocessen nu op een mondiale manier worden ontrafeld. Bijvoorbeeld voor het begrijpen van de relatie tussen beslissingen die afhankelijk zijn van zintuiglijke waarneming en motorische functies (denk na over wat er komt kijken bij het beslissen op welke manier je een tegemoetkomende auto moet ontwijken).
De onderzoekers verwachten ook dat COSMOS een goedkope methode zal zijn om de effecten van psychiatrische medicijnen te screenen, zodat ze functioneel effectiever kunnen worden ontwikkeld.
vorige blog hebben besproken , kwam een grote doorbraak voor het Deep Mind tot stand door het nabootsen van de neocorticale kolommen van de menselijke geest. Dit leidde tot een enorm toegenomen intelligentie met een fractie van de rekenkracht. Als gevolg hiervan heeft deze door mensen gemodelleerde AI nu 's werelds beste schaak-, Go- en vervolgens eSports-spelers overtroffen in hun eigen spellen.
Hoewel het nog niet volledig wordt begrepen, vervult slaap een cruciale functie voor de hersenen van zoogdieren en mensen, waarbij ernstige problemen optreden wanneer er van slaapgebrek . Dit jaar ontdekte het Los Alamos National Laboratory dat de steeds groter wordende computernetwerken van AI-systemen ook last hebben van een soort slaaptekort, waardoor ze onstabiel worden als ze gedurende lange perioden zonder rustpauzes presteren. Maar toen we het in een netwerktoestand brachten die vergelijkbaar was met de hersengolven die we tijdens de slaap ervaren, werden de optimale prestaties hersteld.
Dit klinkt misschien niet zo belangrijk, maar de vooruitgang op het gebied van AI zal waarschijnlijk de manier waarop we ons leven lang leiden veranderen. De bevindingen duiden er ook op dat de samensmeltende disciplines van de neurowetenschappen en AI een nieuw tijdperk van superslimme computers zouden kunnen opleveren.
Een minuscuul hersenapparaat is gebruikt om de kwaliteit van leven te verbeteren van patiënten met ernstige verlamming van de bovenste ledematen veroorzaakt door motorneuronziekte. Deze proef, uitgevoerd aan de Universiteit van Melbourne, implanteerde de nieuwe microtechnologie in de hersenen van de deelnemers.
Het apparaat genaamd Stentrode™ werd via een kijkoperatie in de nek ingebracht en van daaruit via bloedvaten naar de motorische cortex verplaatst. Deze minimaal invasieve methode vermijdt de bijbehorende risico's en herstelcomplicaties van open hersenchirurgie.
Het implantaat maakt gebruik van draadloze technologie om specifieke neuronale activiteit door te geven aan een computer, waar deze wordt omgezet in acties op basis van de intenties van de patiënt. Verbazingwekkend genoeg stelde deze kleine chip de patiënten in staat acties uit te voeren zoals klikken en zoomen, en schrijven met een nauwkeurigheid van 93%, waardoor ze dingen konden doen die wij als vanzelfsprekend beschouwen, zoals sms'en, e-mailen en online winkelen.
Het staat nog in de kinderschoenen, maar de minimaal invasieve aard van de behandeling toont het grote potentieel aan van micro-neurotechnologieën om mensen met allerlei cognitieve stoornissen te helpen.
In 2018 meldden we dat wetenschappers leerden hoe ze stamcellen konden herprogrammeren tot specifieke neuronen. Dit jaar hebben onderzoekers van vier verschillende Amerikaanse universiteiten een grotere stap gezet in de richting van de heilige graal van levensverlenging. Door genennetwerken te identificeren die de cellulaire regeneratie reguleren, zijn ze in staat geweest normale cellen te manipuleren om in voorlopercellen te veranderen , die in elk celtype kunnen veranderen om stervende cellen te vervangen.
Hun proof of concept werd uitgevoerd met de gliacellen van zebravissen, waarbij ze effectief werden omgezet in stamcellen die vervolgens beschadigde netvliescellen detecteerden en herstelden om het verminderde gezichtsvermogen te herstellen.
Celdood, of apoptose , speelt een grote rol in de onvermijdelijke natuurlijke veroudering bij mensen. De onderzoekers geloven dat het proces voor het regenereren van neuronen in de hersenen vergelijkbaar zal zijn. Als dit lukt, zal het enorme gevolgen hebben voor aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, waarbij grote delen van de hersenen verloren kunnen gaan door de dood van neuronen. Het kan ook een rol spelen bij het voorkomen van de vele bijwerkingen van natuurlijke veroudering in de hersenen, zodat we langer en gezonder in topvorm kunnen leven tot op hoge leeftijd.
In plaats van stervende cellen te vervangen, hebben wetenschappers van de Universiteit van Heidelberg sleutelprocessen geïdentificeerd die betrokken zijn bij de dood van hersencellen, genaamd neurodegeneratie . Het betrof het blootleggen van het proces waardoor de opname van cellulair glutamaat celdood bij gezonde mensen voorkomt, maar toch inactief wordt bij een ziekte zoals een beroerte, waarbij de zuurstoftoevoer naar hersencellen beperkt wordt.
In feite leidt dit ertoe dat cellen zichzelf doden, simpelweg omdat ze niet de juiste chemische signalen krijgen om hen te vertellen dat ze in leven moeten blijven. De onderzoekers ontwikkelden vervolgens een speciale klasse remmers die kunnen ingrijpen en het cellulaire ‘doodcomplex’ kunnen deactiveren voordat het zich voordoet.
zeer effectief te zijn in het beschermen van zenuwcellen, wat hopelijk leidt tot een nieuwe klasse van behandelingsopties voor neurodegeneratieve ziekten.
Onderzoekers van de Universiteit van Aarhus hebben geavanceerde PET- en MRI-beeldvormingstechnieken gebruikt om aan te tonen dat de ziekte van Parkinson feitelijk een van twee verschillende varianten van de ziekte .
In één variant begint de ziekte in de darmen en verspreidt zich vervolgens via neurale verbindingen naar de hersenen. Bij de andere begint het in de hersenen en verplaatst zich vervolgens naar de darmen en andere organen. Deze video geeft een mooi overzicht.
Hoewel het niet curatief is, is het een belangrijke stap in de goede richting om preventieve maatregelen in een vroeg stadium te kunnen identificeren. Het kan bijvoorbeeld leiden tot behandelingen die voorkomen dat de ziekte überhaupt in de hersenen terechtkomt, waar de effecten na verloop van tijd invaliderend worden. Het is ook een ander sleutelstuk in de puzzel van de krachtige symbiose tussen onze darmen en onze geest, wetenschappelijk bekend als de darm-hersen-as .
nieuw type AI-algoritme ontwikkeld dat verschillende soorten hersenletsel kan detecteren, differentiëren en identificeren op basis van topografische CT-scangegevens.
CT-scans verzamelen een enorme hoeveelheid gegevens die experts uren kunnen kosten om te analyseren, en dit moet de collectieve evaluatie van meerdere scans in de loop van de tijd omvatten om hersteltrajecten of ziekteprogressie te volgen. Deze nieuwe AI-tool lijkt dergelijke veranderingen beter te detecteren dan menselijke experts, en is bovendien veel sneller en goedkoper.
Uit hun onderzoek bleek bijvoorbeeld dat de software zeer effectief is in het automatisch kwantificeren van de progressie van meerdere soorten hersenletsels, waardoor kan worden voorspeld welke laesies groter zouden worden. De innovatieve toepassing van dit soort AI ter ondersteuning van menselijke analyses zal waarschijnlijk de eerste van vele zijn die de medische diagnostiek op kosteneffectieve manieren zullen transformeren.
Super-agers zijn individuen wier cognitieve vaardigheden ver boven die van hun leeftijdsgenoten liggen, en die tot ver in de zeventig en tachtig hun jeugdige mentale vermogens behouden. Tot nu toe werd het geheim van het behouden van hun piekvorm weinig begrepen.
Universitair Ziekenhuis Keulen en het Onderzoekscentrum Jülich hebben een belangrijk verschil in hun biologie . Met behulp van PET-scans onthulden ze dat super-agers een aanzienlijk verhoogde weerstand tegen tau- en amyloïde-eiwitten . Tot de afgelopen jaren bleken deze eiwitten moeilijk te bestuderen.
Super-agers hebben ook lagere niveaus van tau- en amyloïdepathologie, wat op zijn beurt bij de meeste mensen op latere leeftijd tot verschillende soorten neurodegeneratie leidt. Er is nu vastgesteld dat verminderde weerstand tegen tau- en amyloïdeaccumulatie een primaire biologische factor is voor het verlies van de hoogste cognitieve vorm.
Nieuw onderzoek kan zich op deze processen concentreren om manieren te vinden om mentale achteruitgang in het algemeen te genezen, en om therapieën te helpen ontwikkelen ter bescherming tegen vormen van dementie die al voorkomen.
We hopen dat je deze neurowetenschappelijke highlights interessant vond. Als je meer wilt weten over het opmerkelijke tempo van de vooruitgang in de neurowetenschappen, lees dan ook onze blogs over de hoogtepunten van de afgelopen drie jaar.
Top 3 verbluffende neurowetenschappelijke verhalen van 2019
5 doorbraken in de neurowetenschappen van 2018
7 belangrijke ontwikkelingen in de neurowetenschappen van 2017
Welkom bij de onderzoeks- en strategiediensten in het snelle tempo van vandaag.
Hier zijn enkele fascinerende neurowetenschappelijke bevindingen over het menselijk brein die u misschien nog niet kent.
Een diversiteit aan NeuroTracker-onderzoeksbenaderingen heeft geleid tot een aantal fascinerende inzichten over hoe de hersenen de menselijke prestaties en welzijn beïnvloeden
Krijg een overzicht van de tests die zijn ontworpen om te decoderen hoe uw grijze massa functioneert.
Het #1 meest wetenschappelijk gevalideerde cognitieve trainingssysteem ter wereld. Gebouwd op 20 jaar neurowetenschappelijk onderzoek door toonaangevende autoriteiten in hun vakgebied. Verbeter uw hersenen en prestaties.
