Överraskning – hjärnan byggs av slumpen

2012-09-20 07:30  

Forskning visar att när hjärnans 100 miljarder celler ska hitta varandra och koppla ihop sig med synapser sker det slumpmässigt. Kunskapen är ett viktigt steg mot att bygga en datorkopia av hjärnan.

Det är forskare vid Blue Brain Project – även kallat The Human Brain Project – vid Tekniska Högskolan i Lausanne i Schweiz som lyckats visa att hjärncellernas ihopkoppling sker i stort sett slumpmässigt. Ändå blir placeringen av hjärnans ungefär en miljon miljarder synapser i stort sett densamma hos olika individer.

Upptäckten visar hur robust hjärnans konstruktion är och förklarar också hur hjärnan kan fortsätta att fungera trots väsentliga skador, anser forskarna.

Under många år har de studerat enskilda hjärnceller i levande vävnad genom att injicera färg i dem och har sedan byggt datormodeller i 3D av cellerna. På så sätt har de byggt upp en databas över hjärnceller med olika form och utseende.

De har också studerat par av hjärnceller för att identifiera och modellera exakt var de kopplar ihop sig med synapser.

Utifrån sådana data för ett mycket stort antal celler har forskarna låtit en superdator beräkna hur 10 000 av hjärnans 100 miljarder hjärnceller skulle koppla ihop sig om de växte fritt och formade synapser där de stötte på varandra.

Modellen som genererades i datorn visade sig stämma med verklig hjärnvävnad i den yttre hjärnbarken, neocortex, till mellan 65 och 95 procent. Och när man kompenserade för vissa undantag blev modellen i det närmaste perfekt.

En hypotes har annars varit att nervtrådar "luktar sig fram", ledda av kemiska substanser men i stället tycks de alltså växa utan styrning.

-Vad vi tror händer är att hjärncellerna växer så fysiskt oberoende av varandra som möjligt. De uttrycker sig bara som om de sa: "Jag vill ha den här formen, jag tänker växa så här." Och när de växer tillsammans tar de helt enkelt vad de får när de stöter på varandra, förklarar Henry Markram, professor och koordinator för projektet.

-Detta är ett stort genombrott, eftersom det annars skulle ta årtionden, om inte århundraden, att kartlägga läget för varje synaps i hjärnan, och det gör det också så mycket lättare nu att bygga exakta modeller, fortsätter han.

Målet för Blue Brain Project är just att återskapa olika typer av hjärnor, inklusive människans, i fungerande datormodeller.

"Det är inte omöjligt att bygga en mänsklig hjärna och vi kan göra det på tio år, " sa Henry Markram vid en föreläsning 2009.

Här är en video där Henry Markram berättar om forskarnas resultat som publicerats i veckans nummer av PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

Mats Lewan

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt