Mózg i neuroinformatyka | Włodzisław Duch

️ prof. Włodzisław Duch (Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu)
wykład + dyskusja; „Mózg i neuroinformatyka”

Zapraszamy do zadawania pytań w komentarzach pod transmisją [Facebook] lub na czacie [YouTube]! Odpowiedzi Profesora umieścimy w komentarzach pod pytaniami oraz osobnym poście do 19. marca.

️ ABSTRAKT: Jakie są perspektywy zrozumienia sposobu działania mózgu? Z jednej strony ważna jest genetyka i szczegóły budowy neuronów. Od tego zależy ich funkcjonowanie. Z drugiej strony bardzo duże sieci prostych elementów uczą się niezwykle złożonych skojarzeń, prowadząc konwersacje i tworząc obrazy na podstawie opisu. Takie modele są ilustracją niektórych aspektów działania mózgu na poziomie rozległych sieci. Nie wystarczają jednak do zrozumienia zaburzeń układu nerwowego, oddziaływania leków, ani nie pomagają w interpretacji sygnałów wynikających z aktywności mózgu. Od kilkunastu lat głównym nurtem badań wspieranych przez National Institute of Mental Health w USA jest fenomika neuropsychiatryczna, oparta na zdefiniowaniu wszystkich czynników, które wpływają na 6 systemów regulujących działanie mózgów: negatywnej i pozytywnej walencji, funkcji kognitywnych, procesów społecznych, działań sensomotorycznych, ogólnego pobudzenia i regulacji stanu organizmu. Działanie tych systemów zależy od genów, ścieżek sygnałowych, budowy komórek, sieci neuronalnych, procesów fizjologicznych, wpływając na zaburzenia zachowania i subiektywnie odczuwane stany mentalne. Neuroinformatyka ma największe szanse na stworzenie modeli pozwalających na zrozumienie wielu aspektów działania mózgów. Jesteśmy jednak na początku długiej drogi. Pomimo wielkich projektów, takich jak Human Brain Project, nasze modele są nadal bardzo fragmentaryczne, ale pozwalają na wyjaśnienie wielu aspektów zaburzeń psychicznych. Symulacje komputerowe sieci atraktorowych pozwalają konstruować modele różnych funkcji poznawczych. Zmieniając parametry opisujące neurony można powiązać zaburzenia funkcji poznawczych z aktywnością neuronów, działaniem kanałów jonowych, białkami z których te kanały są zbudowane i genami kodującymi strukturę tych białek.
Uczymy się analizowania sygnałów elektrofizjologicznych i neuroobrazowania, odkrywając związek stanów mózgu ze stanami poznawczymi. Szczególnie interesujące są metody poszukiwania metastabilnych krótkotrwałych stanów oscylacyjnych.