Модели с одним нейроном, связывающие электрофизиологию, морфологию и транскриптомику в кортикальных клетках

Наша статья про моделирование нейронов вышла в журнале Cell Reports!

Математические модели позволяют нам заглянуть туда, где мы не можем все измерить. Например, благодаря таким моделям мы лучше понимаем что происходит на границе вселенной или в других галактиках, где измерить все параметры звезд мы не можем физически, поскольку они находятся в сотнях световых лет от нас. С мозгом человека и нервной системой существует похожая проблема. В голове человека около 80 миллиардов клеток и мы скорее всего никогда не сможем измерить активность в каждой из них. Поэтому для того, чтобы лучше понять работу мозга мы строим математические модели отдельных его частей. Например, можно построить модели отдельных клеток и затем моделировать их активность на компьютере. С помощью методов машинного обучения и математической оптимизации мы разработали новый способ создания математических моделей, которые позволяет создавать сразу большое количество моделей и выбирать лучшие из них. Оказалось, что математические модели могут не только детально воспроизводить электрическую активность нейронов, но и предсказывать различия между разными типами клеток в тех параметрах, которые мы не измеряли экспериментально.

Разработанные нами модели можно использовать для построения биологически подробные сетей нейронов, чтобы лучше понять как они работают. Это важно, например, при изучении эпилепсии, где мы хотим предсказывать влияние лекарств на нервную активность. Помимо этого, наши модели имеют приложения для построения более эффективных инвазивных интерфейсов мозг-компьютер. Подробные биологические модели позволяют нам рассчитывать электрическую активность рядом с нейронами, что важно для интерпретации сигналов о нейроинтерфейсов (таких как нейролинк), которые вставляются непосредственно в нервную ткань. Более того, наши модели, а также данные для их построения доступны в открытом доступе для всех желающих.

Полная версия статьи:

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00989-5

Официальный пресс-релиз:

https://www.cedars-sinai.org/newsroom/cedars-sinai-creates-computer-models-of-brain-cells/

Источник: www.cell.com

Комментарии: