Cell Report публикует статью, в которой описывается создание учеными Медицинского центра Седарс-Синай самой подробной компьютерной модели нервной клетки. С помощью этой модели стало возможным отслеживать активность клеток в различных условиях, а также в случае генетических изменений.
“Представьте, что вы хотите понять, как пять десятков генов влияют на жизнь клетки. Чтобы получить эту информацию, вам пришлось бы провести десятки экспериментов по выключению каждого участка ДНК. Наша компьютерная модель позволяет изучить последствия неограниченного числа таких генетических модификаций”, — говорят ученые.
Функции нейронов отдаленно напоминают работу электронно-вычислительной техники, но в отличие от нее, нейроны не только обрабатывают информацию, но и хранят ее. Они могут суммировать сигнал и изменять “вес” каждого источника в этой сумме. Именно поэтому их работу очень сложно моделировать и предсказывать. Американские ученые долгое время изучали мозг мышей и смогли решить эту проблему.
Специалисты подготовили для модели два набора данных, один из которых содержал информацию о том, как работают гены в большой группе отдельных клеток мозга, а второй был создан на основе наблюдений за производством электрических импульсов и измерений физиологических свойств двухсот нейронов коры головного мозга. Все эти данные были обработаны с помощью нейронных сетей, что позволило ученым получить целостную картину того, как изменения в активности генов влияют на деятельность нервных клеток.
Таким образом, специалистам удалось получить исчерпывающую картину работы нейрона, который очень точно имитирует работу живых нервных клеток. В настоящее время учёные работают над усовершенствованием своей модели, чтобы она могла воспроизводить все процессы внутри мозга с участием большого количества нейронов. Это поможет прояснить природу многих нейрофизиологических заболеваний и, в целом, механизмы работы мозга.
