Stap 1: Inleiding
Let op: deze introductie biedt brede achtergrondkennis voor mensen die nieuw voor Neurowetenschappen zijn.
Heb je je ooit afgevraagd hoe bent u in staat om te weten wat je ziet wanneer je rondkijkt? Hoe beheert je hersenen om te zetten van de visuele input van de tekst die u nu in een zogenaamde hogere orde (meer abstracte) vertegenwoordiging leest zodat u weet wat deze woorden betekenen? Hoe wordt deze kennis vertegenwoordigd in de hersenen? Dat zijn slechts een paar voorbeeldvragen kunt u vragen als u geïnteresseerd in de menselijke geest bent.
Om te begrijpen van het menselijk functioneren moeten we het begrijpen van de hersenen. Dit kan gebeuren op verschillende manieren, maar in principe komt het neer twee stappen; 1. mapping hersenfunctie en 2. simulatie. Men onderzoekt de hersenen, bijvoorbeeld maatregelen hersenen reactie op een visuele stimuli, en dan een computationele model dat de antwoorden gevonden hersenen simuleert ontwikkelt. Als de simulatie dezelfde eigenschappen als de gevonden hersenen gegevens men concluderen heeft kan dat de hersenen op vergelijkbare wijze als het ontwikkeld en getest computational model werkt. Kortom, is simulatie van de hersenen processen zeer gewaardeerd in hersenonderzoek.
De hersenen kan worden getest en gesimuleerde op verschillende niveaus; op het moleculaire niveau, het cellulair niveau of het systeemniveau. Elk van de niveaus worden gezien als belangrijk en bij te dragen aan de bijzondere eigenschappen van hersenfunctie. Maar wat is de hersenen eigenlijk gemaakt? Het antwoord is erg lang, maar de meest belangrijke ding om te overwegen zijn neuronen.
Neuronen worden gezien als de basiseenheid in hersenen berekening. Het idee van neuronale berekening is heel intuïtief; elk neuron kan worden geactiveerd, we zeggen het 'branden' of 'spikes', of worden in een rusttoestand. Bovendien zijn de neuronen met elkaar verbonden door synapsen, die de status van de activering van een neuron naar de andere overbrengt. Als een aantal neuronen is verbonden, heeft een neuronale netwerk. Wat gebeurt er als we een neuron van een neuronale netwerk stimuleren? Recht, het branden. Wat anders? Het afvuren wordt overgedragen naar andere neuronen hoewel de synaptische verbindingen, 'ontsteken' de neuronale netwerk. Dit is het basisidee achter neuronale berekeningen. Er is natuurlijk veel meer te zeggen over dit, maar ik me beperken tot deze uitleg. Wat is belangrijk om te beseffen dat hier is dat de simulatie van de neuronale netwerken tonen eigenschappen zoals automatische patroon erkenning en lawaai weerstand, eigenschappen gevonden in menselijk gedrag.
Orde toen, laat ons recap. Ons gedrag is het resultaat van de hersenfunctie en hersenfunctie op zijn beurt kan worden gemodelleerd door middel van verhitting neuronen. Maar wacht, wat is eigenlijk een neuron afvuren? Eigenlijk 'vuren' betekent dat het potentieel van de membraan van het neuron, het kosten verschil tussen de binnen en buiten het neuron, verandert. Hoe? Door de beweging van ionen door het membraan. We zoomen op dit proces op de volgende pagina.
Woordenlijst
- Neuron: fundamentele cel eenheden van de hersenen, gezien als de basis van neuronale berekening
- SYNAPS: verbinding tussen neuronen
- Membraan: de 'muur' van de cel
- Neuronale netwerk: een functionele groep neuronen
- Actiepotentiaal: ook wel 'vuren' of 'stekelige' van een neuron, de activering van een neuron
- Rustende potentiële: de staat waren het neuron is klaar om te vuren
- Ion poorten: poorten in het membraan waarmee bepaalde ion soorten het membraan passeren als geopend
- Verloop van de concentratie: dwingen die de neiging om ionen 'duwen' naar een gelijke verdeling aan beide zijden van de membraan
- Voltage verloop: dwingen die de neiging om ionen 'duwen' in de richting van de tegenovergestelde lading (dat wil zeggen positieve lading wordt aangetrokken door negatieve en vice versa)
