Fehlzündungen von zitternden Neuronen setzen der Wahrnehmung grundlegende Grenzen.

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Stanford-Forscher haben dazu beigetragen, ein seit langem bestehendes Rätsel zu lösen, wie es Gehirne schaffen, Informationen so genau zu verarbeiten, obwohl einzelne Neuronen, oder Nervenzellen, mit einem überraschenden Grad an Zufälligkeit agieren.

Die Ergebnisse, die am 2.

April in der Zeitschrift Nature online veröffentlicht wurden, bieten neue Einsichten in die Grenzen der Wahrnehmung und könnten bei der Entwicklung so genannter Neuroprothesen helfen, die es den Menschen ermöglichen, einige verlorene sensorische Fähigkeiten wiederzuerlangen.In der neuen Studie maßen die Forscher die Aktivität von Neuronen im Gehirn von Mäusen, während die Nagetiere visuell zwischen ähnlichen, aber nicht identischen Bildern unterschieden.

Durch die Analyse von Daten, die von etwa 2.000 gleichzeitig aufgezeichneten Neuronen in jeder Maus gesammelt wurden, fanden die Forscher starke Belege für eine Theorie, dass Wahrnehmungseinschränkungen durch “korreliertes Rauschen” bei neuronaler Aktivität verursacht werden.Da Neuronen hochgradig vernetzt sind, kann es, wenn man zufällig falsch reagiert und ein Bild falsch identifiziert, andere Neuronen dazu veranlassen, den gleichen Fehler zu machen.

“Man kann sich korreliertes Rauschen wie eine Art ‘Gruppendenken’ vorstellen, bei dem sich Neuronen wie Lemminge verhalten können, wobei einer dem anderen unbekümmert folgt und dabei einen Fehler macht”, sagte die Co-Senior-Autorin Surya Ganguli, eine außerordentliche Professorin für angewandte Physik an der School of Humanities and Sciences (H&S).Bemerkenswerterweise ist das visuelle System in der Lage, etwa 90% dieses neuronalen Rauschens zu durchschneiden, aber die verbleibenden 10% setzen eine Grenze dafür, wie fein wir zwischen zwei Bildern, die sehr ähnlich aussehen, unterscheiden können.

“Mit dieser Studie haben wir dazu beigetragen, ein seit über 30 Jahren bestehendes Rätsel zu lösen, was Säugetiere – und damit auch den Menschen – in Bezug auf die Sinneswahrnehmung einschränkt”, sagte Co-Senior-Autor Mark Schnitzer, ein….

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