محققان دانشگاه اتونوما بارسلونا (UAB) یک ماده مغناطیسی ابداع کرده‌اند که می‌تواند نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات توسط مغز را تقلید کند. این ماده برای اولین بار امکان تقلید از سیناپس‌های نورون‌ها را امکان‌پذیر کرده و می‌تواند کاری شبیه به یادگیری هایی که در طول خواب عمیق رخ می دهد، را انجام دهد.

محاسبات نورومورفیک یک الگوی محاسباتی جدید است که در آن رفتار مغز با تقلید از عملکردهای سیناپسی اصلی نورون ها تقلید می‌شود. از جمله این عملکردها، انعطاف پذیری عصبی است: توانایی ذخیره اطلاعات یا فراموش کردن آن ها بسته به مدت زمان و تکرار تکانه های الکتریکی که نورون ها را تحریک می کنند، انعطاف پذیری که با یادگیری و حافظه مرتبط است.



در میان موادی که سیناپس‌های عصبی را تقلید می‌کنند، مواد مقاومت‌کننده، فروالکتریک، مواد حافظه تغییر فاز، عایق‌های توپولوژیکی و اخیراً مواد مغناطیسی یونی برجسته هستند. در مورد دومی، تغییرات در خواص مغناطیسی توسط جابجایی یون‌ها در ماده ناشی از اعمال میدان الکتریکی ایجاد می‌شود.



این مطالعه که توسط محققان دپارتمان فیزیک UAB، جوردی سورت و انریک منندز، با همکاری ALBA Synchrotron، مؤسسه علوم و فناوری نانو کاتالونیا (ICN2) و ICMAB هدایت می‌شود، روش جدیدی برای کنترل تکامل مغناطیسی در حالت‌های تحریک شده پیشنهاد می‌کند.



محققان ماده‌ای لایه نازک از مونو نیترید کبالت (CoN) ساخته اند که در آن، با اعمال میدان الکتریکی، تجمع یون‌های N در سطح مشترک بین لایه و الکترولیت مایعی که لایه در آن قرار گرفته است، قابل کنترل است.



جوردی سورت توضیح می‌دهد: «این مواد جدید با حرکت یون‌هایی که توسط ولتاژ الکتریکی کنترل می‌شوند، به روشی مشابه مغز ما، و با سرعت‌هایی مشابه سرعت تولید شده در نورون‌ها، در حد میلی‌ثانیه کار می‌کند. ما یک سیناپس مصنوعی ایجاد کرده‌ایم که در آینده ممکن است مبنای الگوی محاسباتی جدید باشد و قابل جایگزین نمونه‌ای که توسط رایانه‌های فعلی استفاده می‌شود، باشد.»



با اعمال پالس‌های ولتاژ، می‌توان به صورت کنترل شده فرآیندهایی مانند حافظه، پردازش اطلاعات، بازیابی اطلاعات و به روز رسانی کنترل شده اطلاعات بدون ولتاژ اعمالی را شبیه سازی کرد. این کنترل با اصلاح ضخامت لایه‌های مونونیترید کبالت (که سرعت حرکت یون‌ها را تعیین می‌کند) و فرکانس پالس‌ها به دست آمده است.



چینش مواد اجازه می دهد تا خواص مگنتویونی نه تنها در هنگام اعمال ولتاژ، بلکه زمانی که ولتاژ حذف می شود، نیزکنترل شود. هنگامی که محرک ولتاژ خارجی ناپدید می شود، مغناطش سیستم می تواند بسته به ضخامت ماده و پروتکل نحوه اعمال ولتاژ قبلی، کاهش یا افزایش یابد.



این اثر جدید طیف وسیعی از فرصت‌ها را برای توابع محاسباتی نورومورفیک جدید باز می‌کند. این فناوری یک عملکرد منطقی جدید ارائه می‌دهد که به عنوان مثال، امکان تقلید از یادگیری عصبی را که پس از تحریک مغز رخ می‌دهد، زمانی که عمیقاً می خوابیم، امکان پذیر کند. این قابلیت را نمی توان با هر نوع دیگری از مواد نورومورفیک موجود تقلید کرد.



نتایج این تحقیق در Materials Horizons منتشر شد.

منبع : https://phys.org/news/2022-11-material-mimics-brain.html


#storage #brain #eeg #bci #bsi

https://t.iss.one/unixmens

دانشمندان علوم اعصاب کشف کرده‌اند که درون مغزِ بزرگسال میلیون‌ها سیناپس وجود دارد که تا لحظه‌ای که برای تشکیل حافظه‌ی جدید در مغز مورد استفاده قرار می‌گیرد خاموش است. این کشف شاید چگونگیِ تشکیل حافظه‌ی جدید و نحوه‌ی جذبِ اطلاعات جدید در مغز را روشن کند.
تا الان باور بر این بود که سیناپس‌های خاموش تنها در دوران ابتدایی مغز  وجود دارند. این سیناپس‌ها در این دوران به مغز کمک می‌کنند تا از پسِ انبوهِ اطلاعات جدیدی که در برابرش قرار می‌گیرد بربیاید. اما پژوهش جدید در دانشگاه ام.آی.تی. نشان می‌دهد که حدودا 30 درصد سیناپس‌ها در بخش کورتکس مغز خاموش هستند.
 
به گفته‌ی پژوهشگران وجود این سیناپس‌های خاموش کمک می‌کند که نحوه‌ی کارکردِ مغز در تشکیل حافظه‌ی جدید بدون اینکه مجبور باشد سیناپس‌های قدیمی را دستکاری کند توضیح داده شود. این سیناپس‌های خاموش به دنبال تشکیلِ ارتباطات جدید هستند و زمانی که اطلاعات جدیدی عرضه می‌شود ارتباطاتِ بین نورون‌های مرتبط تقویت می‌شود. این فرایند به مغز اجازه می‌دهد تا حافظه‌ی جدید تولید کند بدون اینکه مجبور باشد اینکار را به ازای از دست دادنِ حافظه‌های مهم قدیمی انجام دهد.
 
وقتی که دهه‌ها پیش دانشمندان سیناپس‌های خاموش را کشف کردند این سیناپس‌ها به طور گسترده در مغز موش‌های جوان مشاهده می‌شد. پژوهشگران بر این باورند که در هفته‌های اول حیات این سیناپس‌ها به مغز کمک می‌کند تا اطلاعات بسیار زیادی که از محیط ‌می‌رسد را دریافت کند. تا پیش از این تحقیق باور بر این بود که این سیناپس‌ها تا هفته‌ی دوازدهم در مغز موش وجود داشته باشند که معادلِ چند ماهِ اول حیات انسان است.
 
اما بعضی از دانشمندان معتقد بودند که این سیناپس‌ها شاید در بزرگسالان نیز وجود داشته باشند و به مغز کمک کنند تا حافظه‌های جدید تولید کند. شواهدِ تایید کننده‌ی این نظریه در «مدل حیوانات معتاد» مشاهده شده بود اما گمان بر این بود که این یک نوع اختلال در یادگیریِ انحرافی است.
 
در پژوهشی دیگر نشان داده شده بود که نورون‌ها باید یک طیف از ویژگیِ انعطافی از خود نشان دهند به این معنی که به طور همزمان بتوانند اطلاعات جدید را جذب کنند و هم اینکه این اطلاعات را یه صورت بلند مدت در خود نگه دارند. در این سناریو بعضی از سیناپس‌ها باید به راحتی تغییر پیدا کنند تا حافظه‌ی جدید تشکیل شود در حالیکه بعضی دیگر از سیناپس‌ها باید تغییرناپذیرتر و پایدارتر باشند تا حافظه‌ی بلند مدت تشکیل شود.
 
این تحقیق تایید می‌کند که در مغزِ بالغ سیناپس‌هایی با انعطاف‌پذیری بالا وجود دارد که می‌تواند برای تشکیل حافظه‌ی جدید مورد استفاده قرار بگیرد. پژوهشگران در حال حاضر به دنبال پیدا کردن این سیناپس‌ها در مغز انسان‌های بالغ هستند. آنها همچنین در پی پاسخ به این پرسش هستند که آیا تعداد و کاراییِ این سیناپس‌ها با عواملی مانند افزایش سن یا بیماری‌های مرتبط با نورون‌ها مرتبط است یا خیر.
 
کاملا محتمل است که با تغییر در مقدار انعطاف در سیستم، تغییر عادت‌ها و یا جذب اطلاعات جدید بسیار سخت‌تر شود. همچنین با مشخص شدن کامل این فرایند شاید بتوان به فکر دستکاری بخش‌هایی شد که به انعطاف‌پذیری سیناپس‌ها کمک می‌کنند و در نتیجه بتوان خاصیت حافظه‌ی منعطف را به مغز بازگرداند.
 
نتایج این پژوهش در نشریه نیچر منتشر شده است.
منبع : https://www.nature.com/articles/s41586-022-05483-6#code-availability

#mit #memory #brain

https://t.iss.one/unixmens

‌ نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که استفاده از ماهیچه‌های پا به رشد سلول‌های جدید مغزی سالم کمک می‌کند.  پاها فقط پیام‌هایی از مغز درباره زمان حرکت دریافت نمی‌کنند؛ حرکات پا، پیام‌هایی حیاتی به مغز ارسال می‌کند. سلول‌های مغزی جدید ایجادشده توسط حرکات گروه‌های عضلانی بزرگ در پاها به ما کمک می‌کنند تا با چالش‌های جدید مقابله کنیم و با استرس سازگار شویم.  دکتر رافائلا آدامی، محقق اول این پژوهش گفته: مطالعه‌ی ما از این ایده حمایت می‌کند که افرادی که قادر به انجام تمرینات تحمل بار نیستند، مانند بیماران بستری یا حتی فضانوردانی که در سفر طولانی به سر می‌برند، نه‌تنها توده‌ی عضلانی خود را از دست می‌دهند، بلکه شیمی بدنشان در سطح سلولی هم تغییر می‌کند و حتی سیستم عصبی آنان تحت تأثیر نامطلوب قرار می‌گیرد.  این نتایج حاصل از مطالعه‌ای است که در آن پاهای موش‌ها به مدت ۲۸ روز محدودیت حرکتی داشتند. این امر رشد سلول‌های جدید مغز را تا ۷۰ درصد محدود کرد.  دکتر آدامی گفت: تصادفی نیست که قرار است ما فعال باشیم؛ راه رفتن، دویدن، خم شدن برای نشستن و استفاده از عضلات پا برای بلند کردن وسایل حیاتی است. سلامت عصبی یک خیابان یک‌طرفه نیست که مغز به ماهیچه‌ها بگوید «بلند کن»، «راه برو» و غیره. ‌

#walk #grow #brain

https://t.iss.one/unixmens

10 اشتباه بزرگ که باعث سکته مغزی میشود:

🔹️ نخوردن صبحانه
🔹️پرخوری
🔹️ دخانیات
🔹️ استفاده زیاد قند و شکر
🔹️ آلودگی هوا
🔹️ کمبود خواب
🔹️ پوشاندن سر به هنگام خواب
🔹️ کار کشیدن از مغزتان در هنگام بیماری
🔹️ کاهش افکار مثبت
🔹️کم حرفی


#brain
https://t.iss.one/unixmens