طبقه بندی نورون های قشر مغز براساس شکل اسپایک و پتانسیل عمل و شناسایی نورون های هرمی
این مقاله بر شناسایی ایمپالس آنتی درومیک (antidromic) در آکسون سلول های هرمی، به ویژه نورون های مسیر هرمی (PTN) اشاره دارد که در آن هدایت تکانه عصبی خلاف جهت طبیعی است و از کاربردپذیری طبقه بندی براساس پهنای اسپایک خبر می دهد.
درحال حاضر بسیاری از محققان که ثبت های خارج سلولی از جمعیت های نورونی موجود در قشر مغز را انجام می دهند، از پارامترهای پتانسیل عمل و به ویژه، از مدت زمان اسپایک به عنوان وسیله ای برای طبقه بندی زیرگونه های نورونی مختلف استفاده می کنند اما تأیید اینکه کدام ویژگی های اسپایک به کدام نوع خاص از نورون های هرمی و اینترنورون ها تعلق دارد، دشوار است. درحالی که در روش های بافت شناسی جدید این مسئله قابل تشخیص است. این مقاله بر شناسایی ایمپالس آنتی درومیک (antidromic) در آکسون اسپایک و کانال سلول های هرمی، به ویژه نورون های مسیر هرمی (PTN) اشاره دارد که در آن هدایت تکانه عصبی خلاف جهت طبیعی است و از کاربردپذیری طبقه بندی براساس پهنای اسپایک خبر می دهد. مدت زمان اسپایک سرنخ هایی از تنوع عملکرد را در میان جمعیت نورون های هرمی فراهم می کند و همچنین تفاوت های مهم و موجود در میان گونه ها را برجسته می کند. این مطالعه روش های الکتروفیزیولوژیک و آپتوژنتیک (optogenetic) بیشتری را پیشنهاد می کند که برای اعتبار بخشیدن به مدت زمان اسپایک (Spike duration) به عنوان وسیله ای برای طبقه بندی سلول های عصبی و ارتباط دادن آن با تفاوت های بافت شناسی شناخته شده در انواع سلولهای موجود در نئوکورتکس (neocortical) مغز ضروری است.
امروزه به اسپایک و کانال اثبات رسیده است که شناخت عملکرد مدارهای قشری مغز نه تنها بر مستند سازی دقیق از فعالیت عصبی، بلکه بر شناسایی بهتر انواع سلولهای عصبی که این فعالیت ها را سبب می شوند نیز متکی است. این روش ها به طور مؤثر در مدل های مختلف جانوری که موش ها و میمون های ماکاک را شامل می شوند، به کار گرفته می شود که همراه با ثبت های خارج سلولی به وسیلۀ الکترود هایی هستند که سیگنال های چندگانه را حمل می کنند.
یکی از بزرگترین ایده ها این است که شکل و فرم اسپایک خارج سلولی می تواند به تشخیص انواع مختلف نورون ثبت شده در این نوع مطالعات کمک کند. پژوهشگران اولیه که عمل ثبت خارج سلولی را در میمون بیدار انجام می دادند، ابتدا مطرح کردند که نورون های رابط (نورون های گلژی نوع دوم یا ستاره ای شکل) با میزان فایرینگ (firing rates) خود به خودی بالا، پتانسیل عمل خفیفی در مدت زمان کوتاه ایجاد می کنند که می تواند از نورون های هرمی مفروض با اسپایک وسیع تر و نرخ فایرینگ پایینتر قابل تشخیص باشد. این تفاوت ها متعاقباً از طریق بررسی های مفصل الکتروفیزیولوژیکی در بخش نئوکورتکس مغز جوندگان تأیید شدند. تحقیقات اولیه دیگری در رابطه با بخش نئوکورتکس مغز خرگوش صورت پذیرفت که از پاسخ های آنتی درومیک نورون های هرمی و آکسون های آن ها در جسم پینه ای استفاده کرد تا آن ها را از انواع دیگر نورون ها یا همان نورون های رابط تشخیص دهد.
ویژگی های پهنای اسپایک یا پتانسیل عمل عصبی سپس توسط تعدادی از محققین به عنوان ابزار تشخیص نورون های رابط از نورون های هرمی در ثبت های خارج سلولی در قشر مغز میمون های ماکاک استفاده شد. در این مطالعات، مدت زمان اسپایک معمولاً از بخش پایین و منفی نمودار تا پیک مثبت ارزیابی می شد که قطبی شدن دوبارۀ نورون را نشان می داد.
پژوهش های اخیر، اسپایک های مختلف موجی شکل و پارامترهای فایرینگ، که از ناحیۀ قشر مغز در لوب پیش پیشانی (prefrontal) و بخش خلفی لوب آهیانه (posterior parietal cortex) ثبت میشوند را برای تشخیص انواع مختلف نورون استفاده می کنند. سپس نشان داده می شود که انواع نورونها برحسب دینامیک پاسخ و کدگذاری اطلاعات با یکدیگر تفاوت دارند. انواعی از نورون ها که پتانسیل عمل مختصری را ایجاد می کنند به عنوان اینتر نورون های احتمالی درنظر گرفته می شوند و آن دسته از نورونها که دارای اسپایک وسیع تری هستند به عنوان نورون های هرمی احتمالی در نظر گرفته می شوند.
علی رغم کاربرد های وسیع و به طور فزاینده روش ثبت خارج سلولی، مشخص شده است که ممکن است طبقه بندی نادرست از نورون های هرمی و اینترنورون ها رخ دهد، زیرا به عبارت ساده تر، همه اینتر نورون ها اسپایک مختصری را باعث نمی شوند و همه نورون های هرمی اسپایک های وسیع تری ایجاد نمی کنند، بنابراین طبقه بندی که منحصراً بر اساس مدت زمان پتانسیل عمل می باشد، می تواند مشکل ساز باشد. شواهدی مستقیم حاصل از ثبت های خارج سلولی پتانسیل عمل در نورون های میمون بیدار حاکی از آن است که در هر دو قشر حرکتی و پیش حرکتی مغز واقع در اسپایک و کانال لوب پیشانی، نسبت قابل توجهی از نورون های لایۀ هرمی داخلی یا V وجود دارد که قطعاً به عنوان نورون های هرمی شناسایی شده اند و پتانسیل عمل های مختصر و کمی را سبب می شوند.
تفاوت های مهم مختص گونه ها (Species Differences) نباید نادیده گرفته شوند. برای مثال، در میمون های ماکاک و گروه نخستی سانان، یک جمعیت بزرگ از نورون های مسیر هرمی با آکسون های هدایت کننده سریع (fast conducting axons) با سرعت هدایت 80 متر بر ثانیه وجود دارد، درحالی که در جوندگان سریع ترین نورون هرمی دارای آکسونی با سرعت هدایت 20-18 متر بر ثانیه است. کاملاً مشخص و شناخته شده است که یکی از عوامل تعیین کننده برای قطبی شدن مجدد سریع و پتانسیل عمل های خفیف در اینترنورون های قشر مغز، وجود کانال پتاسیم (k + ) سریع Kv3.1b در غشای جسم سلولی آن ها است. اینترنورون های میمون های ماکاک در بخش قشر حرکتی اولیه یا M1 بیان کننده کانال پتاسیم وابسته به ولتاژ سریعKv3.1b هستند. در مقابل، نورون های هرمی موجود در قشر حرکتی جوندگان فاقد کانال های پتاسیمیKv3.1b هستند.
این تفسیر تأیید کرده است که تشخیص الکتروفیزیولوژیکی از طریق آزمایش ها و تحریک های آنتیدرومیک امکان پذیر بوده است و نتایج نشان داده اند که شکل اسپایک یا پتانسیل عمل به تنهایی نمیتواند ابزاری قابل اطمینان و معتبر برای تمایز بخشیدن حداقل یک زیرگونه از نورون های هرمی، نورون های راه هرمی و نورون های رابط را فراهم آورد. وجود تفاوت های چشمگیر در بین میمون های ماکاک و جوندگان در بیان ژن حداقل یک کانال پتاسیم غشایی در تعیین پهنای پتانسیل عمل کمک شایانی کرده است.
کارگروه مهندسی عصبی
شاخه دانشجویی نقشه برداری مغز ایران
مدیریت ترویج و آموزش
جستجو و ترجمۀ مقاله: حمیدرضا عبدالجباری (دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عصبی-شناختی دانشگاه علم و صنعت ایران)
مقاله کنفرانس
تحلیل عددی تاثیر روش های اسپایک و دیسک بر کاهش درگ آیرودینامیکی دماغه های بلانت
چکیده:
بهبود عملکرد اجسام پروازی در زمینه کاهش نیروی درگ آیرودینامیکی است از موضوعاتی است که امروزه مطالعات گسترده ای بر روی آن انجام می شود. دماغه های بلانت با اینکه توزیع گرما روی آنها بهتر از اجسام با دماغه باریک است، اما منجر به شوک قوی ن در جلوی دماغه شده و نیروی درگ آیرودینامیکی را افزایش می دهد. از تکنیک های موثر در کاهش درگ آیرودینامیکی می توان به استفاده از اسپایک و دیسک اشاره کرد.این تحقیق به بررسی اسپایک و کانال اثر روش های اسپایک و دیسک برای کاهش درگ یک نوع پرتابه با دماغه بلانت می پردازد. به علاوه اسپایک و دیسک با هندسه متفاوت در عدد ماخ جریان آزاد 1/89 و در زاویه حمله های مختلف بررسی شده است.معادلات جریان نایور استوکس به صورت مغشوش ،تراکم پذیر ، سه بعدی و پایا بوده و تحلیل با استفاده از نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است. در این شبیه سازی از شبکه با سازمان و مدل آشفتگی � � ��– ��� استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که کاهش درگ قابل ملاحظه ای با استفاده از اسپایک و دیسک بدست می آید.
تحلیل عددی تاثیر روش های اسپایک و دیسک بر کاهش درگ آیرودینامیکی دماغه های بلانت 3/21/2015 12:00:00 AM
طبقه بندی نورون های قشر مغز براساس شکل اسپایک و پتانسیل عمل و شناسایی نورون های هرمی
این مقاله بر شناسایی ایمپالس آنتی درومیک (antidromic) در آکسون سلول های هرمی، به ویژه نورون های مسیر هرمی (PTN) اشاره دارد که در آن هدایت تکانه عصبی خلاف جهت طبیعی است و از کاربردپذیری طبقه بندی براساس پهنای اسپایک خبر می دهد.
درحال حاضر بسیاری از محققان که ثبت های خارج سلولی از جمعیت های نورونی موجود در قشر مغز را انجام می دهند، از پارامترهای پتانسیل عمل و به ویژه، از مدت زمان اسپایک به عنوان وسیله ای برای طبقه بندی زیرگونه های نورونی مختلف استفاده می کنند اما تأیید اینکه کدام ویژگی های اسپایک به کدام نوع خاص از نورون های هرمی و اینترنورون ها تعلق دارد، دشوار است. درحالی که در روش های بافت شناسی جدید این مسئله قابل تشخیص است. این مقاله بر شناسایی ایمپالس آنتی درومیک (antidromic) در آکسون سلول های هرمی، به ویژه نورون های مسیر هرمی (PTN) اشاره دارد که در آن هدایت تکانه عصبی خلاف جهت طبیعی است و از کاربردپذیری طبقه بندی براساس پهنای اسپایک خبر می دهد. مدت زمان اسپایک سرنخ هایی از تنوع عملکرد را در میان جمعیت نورون های هرمی فراهم می کند و همچنین تفاوت های مهم و موجود در میان گونه ها را برجسته می کند. این مطالعه روش های الکتروفیزیولوژیک و آپتوژنتیک (optogenetic) بیشتری را پیشنهاد می کند که برای اعتبار بخشیدن به مدت زمان اسپایک (Spike duration) به عنوان وسیله ای برای طبقه بندی سلول های عصبی و ارتباط دادن آن با تفاوت های بافت شناسی شناخته شده در انواع سلولهای موجود در نئوکورتکس (neocortical) مغز ضروری است.
امروزه به اثبات رسیده است که شناخت عملکرد مدارهای قشری مغز نه تنها بر مستند سازی دقیق از فعالیت عصبی، بلکه بر شناسایی بهتر انواع سلولهای عصبی که این فعالیت ها را سبب می شوند نیز متکی است. این روش ها به طور مؤثر در مدل های مختلف جانوری که موش ها و میمون های ماکاک را شامل می شوند، به کار گرفته می شود که همراه با ثبت های خارج سلولی به وسیلۀ الکترود هایی هستند که سیگنال های چندگانه را حمل می کنند.
یکی از بزرگترین ایده ها این است که شکل و فرم اسپایک خارج سلولی می تواند به تشخیص انواع مختلف نورون ثبت شده در این نوع مطالعات کمک کند. پژوهشگران اولیه که عمل ثبت خارج سلولی را در میمون بیدار انجام می دادند، ابتدا مطرح کردند که نورون های رابط (نورون های گلژی نوع دوم یا ستاره ای شکل) با میزان فایرینگ (firing rates) خود به خودی بالا، پتانسیل عمل خفیفی در مدت زمان کوتاه ایجاد می کنند که می تواند از نورون های هرمی مفروض با اسپایک وسیع تر و نرخ فایرینگ پایینتر قابل تشخیص باشد. این تفاوت ها متعاقباً از طریق بررسی های مفصل الکتروفیزیولوژیکی در بخش نئوکورتکس مغز جوندگان تأیید شدند. تحقیقات اولیه دیگری در رابطه با بخش نئوکورتکس مغز خرگوش صورت پذیرفت که از پاسخ های آنتی درومیک نورون اسپایک و کانال اسپایک و کانال های هرمی و آکسون های آن ها در جسم پینه ای استفاده کرد تا آن ها را از انواع دیگر نورون ها یا همان نورون های رابط تشخیص دهد.
ویژگی های پهنای اسپایک یا پتانسیل عمل عصبی سپس توسط تعدادی از محققین به عنوان ابزار تشخیص نورون های رابط از نورون های هرمی در ثبت های خارج سلولی در قشر مغز میمون های ماکاک استفاده شد. در این مطالعات، مدت زمان اسپایک معمولاً از بخش پایین و منفی نمودار تا پیک مثبت ارزیابی می شد که قطبی شدن دوبارۀ نورون را نشان می داد.
پژوهش های اخیر، اسپایک های مختلف موجی شکل و پارامترهای فایرینگ، که از ناحیۀ قشر مغز در لوب پیش پیشانی (prefrontal) و بخش خلفی لوب آهیانه (posterior parietal cortex) ثبت میشوند را برای تشخیص انواع مختلف نورون استفاده می کنند. سپس نشان داده می شود که انواع نورونها برحسب دینامیک پاسخ و کدگذاری اطلاعات با یکدیگر تفاوت دارند. انواعی از نورون ها که پتانسیل عمل مختصری را ایجاد می کنند به عنوان اینتر نورون های احتمالی درنظر گرفته می شوند و آن دسته از نورونها که دارای اسپایک وسیع اسپایک و کانال تری هستند به عنوان نورون های هرمی احتمالی در نظر گرفته می شوند.
علی رغم کاربرد های وسیع و به طور فزاینده روش ثبت خارج سلولی، مشخص شده است که ممکن است طبقه بندی نادرست از نورون های هرمی و اینترنورون ها رخ دهد، زیرا به عبارت ساده تر، همه اینتر نورون ها اسپایک مختصری را باعث نمی شوند و همه نورون های هرمی اسپایک های وسیع تری ایجاد نمی کنند، بنابراین طبقه بندی که منحصراً بر اساس مدت زمان پتانسیل عمل می باشد، می تواند مشکل ساز باشد. شواهدی مستقیم حاصل از ثبت های خارج سلولی پتانسیل عمل در نورون های میمون بیدار حاکی از آن است که در هر دو قشر حرکتی و پیش حرکتی مغز واقع در لوب پیشانی، نسبت قابل توجهی از نورون های لایۀ هرمی داخلی یا V وجود دارد که قطعاً به عنوان نورون های هرمی شناسایی شده اند و پتانسیل عمل های مختصر و کمی را سبب می شوند.
تفاوت های مهم مختص گونه ها (Species Differences) نباید نادیده گرفته شوند. برای مثال، در میمون های ماکاک و گروه نخستی سانان، یک جمعیت بزرگ از نورون های مسیر هرمی با آکسون های هدایت کننده سریع (fast conducting axons) با سرعت هدایت 80 متر بر ثانیه وجود دارد، درحالی که در جوندگان سریع ترین نورون هرمی دارای آکسونی با سرعت هدایت 20-18 متر بر ثانیه است. کاملاً مشخص و شناخته شده است که یکی از عوامل تعیین کننده برای قطبی شدن مجدد سریع و پتانسیل عمل های خفیف در اینترنورون های قشر مغز، وجود کانال پتاسیم (k + ) سریع Kv3.1b در غشای جسم سلولی آن ها است. اینترنورون های میمون های ماکاک در بخش قشر حرکتی اولیه یا M1 بیان کننده کانال پتاسیم وابسته به ولتاژ سریعKv3.1b هستند. در مقابل، نورون های هرمی موجود در قشر حرکتی جوندگان فاقد کانال های پتاسیمیKv3.1b هستند.
این تفسیر تأیید کرده است که تشخیص الکتروفیزیولوژیکی از طریق آزمایش ها و تحریک های آنتیدرومیک امکان پذیر بوده است و نتایج نشان داده اند که شکل اسپایک یا پتانسیل عمل به تنهایی نمیتواند ابزاری قابل اطمینان و معتبر برای تمایز بخشیدن حداقل یک زیرگونه از نورون های هرمی، نورون های راه هرمی و نورون های رابط را فراهم آورد. وجود تفاوت های چشمگیر در بین میمون های ماکاک و جوندگان در بیان ژن حداقل یک کانال پتاسیم غشایی در تعیین پهنای پتانسیل عمل کمک شایانی کرده است.
کارگروه مهندسی عصبی
شاخه دانشجویی نقشه برداری مغز ایران
مدیریت ترویج و آموزش
جستجو و ترجمۀ مقاله: حمیدرضا عبدالجباری (دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عصبی-شناختی دانشگاه علم و صنعت ایران)
مقاله کنفرانس
تحلیل عددی تاثیر روش های اسپایک و دیسک بر کاهش درگ آیرودینامیکی دماغه های بلانت
چکیده:
بهبود عملکرد اجسام پروازی در زمینه کاهش نیروی درگ آیرودینامیکی است از موضوعاتی است که امروزه مطالعات گسترده ای بر روی آن انجام می شود. دماغه های بلانت با اینکه توزیع گرما روی آنها بهتر از اجسام با دماغه باریک است، اما منجر به شوک قوی ن در جلوی دماغه شده و نیروی درگ آیرودینامیکی را افزایش می دهد. از تکنیک های موثر در کاهش درگ آیرودینامیکی می توان به استفاده از اسپایک و دیسک اشاره کرد.این تحقیق به بررسی اثر روش های اسپایک و دیسک برای کاهش درگ یک نوع پرتابه با دماغه بلانت می پردازد. به علاوه اسپایک و دیسک با هندسه متفاوت در عدد ماخ جریان آزاد 1/89 و در زاویه حمله های مختلف بررسی شده است.معادلات جریان نایور استوکس به صورت مغشوش ،تراکم پذیر ، سه بعدی و پایا بوده و تحلیل با استفاده از نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است. در این شبیه سازی از شبکه با سازمان و مدل آشفتگی � � ��– ��� استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که کاهش درگ قابل ملاحظه ای با استفاده از اسپایک و دیسک بدست می آید.
تحلیل عددی تاثیر روش های اسپایک و دیسک بر کاهش درگ آیرودینامیکی دماغه های بلانت 3/21/2015 12:00:00 AM
الگوی وی (V)
در این بخش از آموزش تحلیل تکنیکال، به بررسی گونه ی نادر الگوی کف، یعنی ساختار V یا در اصطلاح اسپایک (spike) می پردازیم. از ابتدای بحث خود در آموزش تحلیل تکنیکال اسپایک و کانال در رابطه با انواع الگوهای بازگشتی، تمامی این الگو تا اینجا بیان کردیم که پس از اینکه شکست رخ می دهد، بازار تلاش خواهد کرد تا نرخ قیمت ها دوباره به روال سابق و اصلی خود برگردند. اما الگوی V چنین خصوصیتی ندارند. طبق آموزش تحلیل تکنیکال، این الگو به راحتی و بدون اینکه هشداری ارسال کنند، از روندی به روند دیگر، موقعیت خود را تغییر داده و در حین انجام این کار، طیف زیادی از معاملات را نیز با خود به همراه دارند، دلیل آن هم این است که در طی مدت زمانی که روند اصلی باید به صورت نقدی و یا کف دربیاید، موقعیت های بسیار عالی به وجود آمده اند.
مبتنی بر آموزش تحلیل تکنیکالل، الگوی V زمانی تکمیل می شود که خط روند شکسته شود و در این زمان می توان وارد معاملات شد. اگر بخواهیم ویژگی این الگو را طبق آموزه های آموزش تحلیل تکنیکال بازگو کنیم می توانیم به مواردی همچون، بازگشت ناگهانی قیمت و بازگشت های بسیار کوتاه و موقتی داخل الگو، اشاره کنیم. البته ویژگی دیگری که در مورد این الگو بیان می کنند در رابطه با حرکت روند قبلی و شیب زیاد موج آخر در آن است و اینکه با همان زاویه ای که بازار شیب حرکت اصلی را ایجاد کرده، بازگشت ها نیز با همان زاویه رخ می دهند.
در شکل زیر از آموزش تحلیل تکنیکال، می توانیم چگونگی ساختار کف V را مشاهده کنیم. خط پایین نمودار همان مینیمم نرخ روند نزولی است و می تواند نسبت به خطوط قبلی و بعدی، منحصر بفرد باشد. اینکه هر دو روند شدید هستند، قطعیت بازار را در مسیر قیمت نشان می دهد.
ارتباط V با قیمت: به سرعت قیمت ها، بالا و پایین شده و امکان اینکه مقدار آن خارج از حد انتظار باشد وجود دارد. تغییر جهت یاد شده، عموما دارای اخطار قبلی نیست.
ارتباط V با حجم: معمولا حجم در الگوی V زیاد است.
وقوع V: طبق آموزش تحلیل تکنیکال، امکان مشاهده ی زیاد این الگو در سهام پرگردش، بسیار بالا است.
اهمیت تکنیکی: سرعت وقوع الگوی V آنچنان ناگهانی و زیاد است که فقط زمانی که تشکیل شد می توان متوجه وجود آن گشت. لذا، طبق آموزش تحلیل تکنیکال، بسته به اینکه میزان تجربه ی تکنسین چه میزان باشد، فرصت سود بردن از این الگو نیز متفاوت بوده و در کل، این فرصت بسیار محدود می باشد.
بررسی الگوی V در رابطه با داروسازی رازک در آموزش تحلیل تکنیکال
آموزش تحلیل تکنیکال، سرعت بالای بالا و پایین شدن قیمت ها در الگوی V در رابطه با فولاد مبارکه ی اصفهان
دیدگاه شما