Созерцайте большую муху бода

муха

Обыкновенная муха является чудом миниатюризации, крошечный аэроплан, способный к зигзагам доли секунды — и к тому, чтобы перехитрить большинство людей. Теперь группа ученых всмотрелась в мозг пилота и нашла, что это также имеет некоторые необычные шаги. Они нашли способ измериться, как эффективно нейрон кодирует информацию и показанный, что единственный нейрон в глазу мухи, несмотря на электрически шумную окружающую среду, может обработать замечательные 100 битов в секунду (bps). Новый метод, появляющийся в Physical Review Letters в этом месяце, мог быть мощным инструментом для понимания, как мозги обрабатывают информацию.

Большинство нейронов работает как крошечные компьютерные модемы — когда они стреляют, это походит на отсылку набора из двух предметов 1; когда они не делают, это — 0. Путем наблюдения образцов увольнения нейронов у мух и других животных, ученые были в состоянии сделать грубые оценки пропускной способности — максимальной скорости передачи данных — который может нести единственный нейрон. Те исследования показали, что уровень составлял по крайней мере 60 бит/с.

Надеясь развить абсолютную меру, биофизику Стивену Стронгу и коллегам в NEC Research Institute в Принстоне, Нью-Джерси, приходит в голову идея измерить энтропию или «заболевание» электрического пульса, переданного нейроном. Энтропия и информационное содержание примерно эквивалентны, Стронг объясняет, потому что, «чем более беспорядочный что-то, тем больше информации Вы должны были бы описать его».

При переворачивании того уравнения, если муха наблюдает, что что-то объединяет, тогда пульс нерва должен казаться беспорядочным.Настолько Сильный, то, кто теперь в Институте Специального исследования в Принстоне и коллегах, похоронило обыкновенную муху до ее шеи в воске и вставило электрод около ее нейрона H1, стреляющего, когда объект проходит горизонтально перед глазами мухи.

Тогда они делали запись увольнения нейрона, в то время как муха наблюдала осциллограф, показавший случайный образец брусков, перемещающихся горизонтально. Предсказуемый образец не обложил бы налогом визуальные нейроны, но беспорядочные движения проверят максимальную возможность нейрона нести информацию. Оценить, сколько из энтропии в нерве-пульсе, рассчитывающем представленную информацию и сколько было просто случайной разновидностью, они несколько раз показывали мухе ту же последовательность и надеялись видеть как измененный ответ. Результат, говорит Сильный, был то, что приблизительно половина этой пропускной способности содержала информацию.

Новый метод является «важным шагом вперед», говорит Маркус Мейстер, биолог в Гарвардском университете, уже применивший его в подобных исследованиях мозгов кролика и саламандры. Там, также, он говорит, метод показывает, что пакет нейронов в большей информации, чем исследователи ожидал.

3 комментария

Добавить комментарий