Connect with us

science

La règle mathématique derrière la répartition des neurones dans notre cerveau a été découverte

Published

on

La règle mathématique derrière la répartition des neurones dans notre cerveau a été découverte

Les densités neuronales dans les régions corticales du cerveau des mammifères suivent un modèle de distribution cohérent. Cette découverte a de profondes implications pour la modélisation du cerveau et le développement de technologies inspirées du cerveau. Crédit : Morales Gregorio

Les chercheurs du Human Brain Project du Forschungszentrum Jülich et de l’Université de Cologne (Allemagne) ont découvert comment les densités neuronales sont réparties à travers et au sein des régions corticales du cerveau des mammifères. Ils ont révélé un principe organisateur fondamental de la cytoarchitecture corticale : la distribution lognormale omniprésente des densités neuronales.

Le nombre de neurones et leur disposition spatiale jouent un rôle essentiel dans le façonnement de la structure et du fonctionnement du cerveau. Cependant, malgré la richesse des données cytoarchitecture disponibles, les distributions statistiques des densités neuronales restent largement non caractérisées. La nouvelle étude du Human Brain Project (HBP), publiée dans la revue cortex cérébralaméliore notre compréhension de l’organisation du cerveau des mammifères.

Analyse des ensembles de données et distribution lognormale

Neuf des sept ensembles de données accessibles au public classer (souris, singe, macaque, galago, singe hibou, babouin et humain) ont servi de base aux investigations de l’équipe de recherche. Après avoir analysé les régions corticales de chacune, ils ont constaté que les densités neuronales au sein de ces régions suivaient un modèle cohérent – ​​une distribution lognormale. Cela met en évidence un principe organisateur fondamental qui sous-tend les densités neuronales dans le cerveau des mammifères.

Une distribution lognormale est une distribution statistique caractérisée par une courbe asymétrique en forme de cloche. Cela se produit, par exemple, lorsque l’on prend l’exposant d’une variable normalement distribuée. Elle diffère d’une distribution normale de plusieurs manières. Plus important encore, la courbe de distribution normale est symétrique, tandis que la courbe log-normale est asymétrique et possède une queue lourde.

Les implications et la signification des résultats

Ces informations sont essentielles à une modélisation précise du cerveau. « Notamment parce que la distribution des densités neuronales influence la connectivité du réseau », explique Sascha van Alpada, chef de groupe de neuroanatomie théorique au Forschungszentrum Jülich et auteur principal de l’article. « Par exemple, si la densité des synapses est constante, alors les régions avec une densité neuronale plus faible recevront plus de synapses par neurone », explique-t-elle. Ces aspects sont également pertinents pour la conception de technologies inspirées du cerveau telles que les neuromodulateurs.

« De plus, puisque les régions corticales sont souvent distinguées sur la base de la cytoarchitecture, la connaissance de la distribution des densités neuronales peut être pertinente pour l’évaluation statistique des différences entre les régions et l’emplacement des frontières entre les régions », ajoute Van Alpada.

Comprendre la distribution lognormale des propriétés cérébrales

Les résultats sont cohérents avec les observations précédentes selon lesquelles de nombreuses propriétés cérébrales suivent une distribution rationnelle normale. « L’une des raisons pour lesquelles ils sont si courants est qu’ils apparaissent lorsque le produit de nombreuses variables indépendantes est pris en compte », explique Alexander van Meijn, co-premier auteur de l’étude. En d’autres termes, une distribution lognormale apparaît naturellement à la suite d’opérations de multiplication, de la même manière qu’une distribution normale apparaît lorsque de nombreuses variables indépendantes sont ajoutées.

« En utilisant un modèle simple, nous avons pu montrer comment le doublement des neurones au cours du développement pourrait conduire aux distributions de densité neuronale observées », explique van Meijn.

Selon l’étude, en principe, les structures organisationnelles au niveau du cortex cérébral peuvent être des sous-produits du développement ou du développement et ne remplir aucune fonction informatique ; Mais le fait que les mêmes structures organisationnelles puissent être observées pour de nombreuses espèces et dans la plupart des régions corticales suggère que la distribution log-normale sert à quelque chose.

« Nous ne pouvons pas être sûrs de la manière dont la distribution log-normale des densités neuronales affecte le fonctionnement cérébral, mais cela est probablement lié à la forte hétérogénéité du réseau, ce qui pourrait être avantageux sur le plan informatique », explique Aitor Morales Gregorio, premier auteur de l’étude, citant des travaux antérieurs. . ce qui suggère que l’hétérogénéité de la connectivité cérébrale peut favoriser une transmission efficace de l’information. De plus, les réseaux hétérogènes favorisent un apprentissage robuste et améliorent la capacité de mémoire des circuits neuronaux.

Référence : « Distribution log-normale omniquitinée de la densité neuronale dans le cortex cérébral des mammifères » par Aitor Morales-Gregorio, Alexander van Meijen et Sacha G van Albada, 6 juillet 2023, disponible ici. cortex cérébral.
est ce que je: 10.1093/sircor/bhad160

READ  Le rover Perseverance découvre des preuves d'un changement climatique catastrophique dans le passé lointain de Mars
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Les scientifiques résolvent le mystère de la raison pour laquelle il existe un écart d'âge de plus d'un million d'années entre deux étoiles

Published

on

Les scientifiques résolvent le mystère de la raison pour laquelle il existe un écart d'âge de plus d'un million d'années entre deux étoiles

Les scientifiques pensent avoir résolu le mystère de la raison pour laquelle l’écart d’âge entre une étrange paire d’étoiles situées à des milliers d’années-lumière est supérieur à un million d’années.

Les chercheurs ont déclaré que les paires d'étoiles ont généralement un âge très similaire, comme les jumeaux, mais dans le cas du système stellaire HD 148937, l'une a environ 1,4 million d'années de plus que l'autre.

L'équipe pense que HD 148937 a eu un passé violent impliquant une troisième étoile qui a changé son destin à jamais.

En analysant les données de l'Observatoire européen austral (ESO), on pense qu'il y avait à l'origine trois étoiles dans le système, mais que deux d'entre elles sont entrées en collision et ont fusionné, créant un « beau » nuage de gaz et de poussière, ou nébuleuse, entourant HD 148937. .

Cette fusion s'est probablement produite il y a environ 2,6 millions d'années, car l'étoile nouvellement formée est également devenue magnétique, contrairement à son homologue plus ancienne.

Les chercheurs ont déclaré que leurs découvertes, publiées dans la revue Science, aident à résoudre deux mystères de longue date : pourquoi il existe une si grande différence d'âge entre deux étoiles dans ce système stellaire binaire, et comment les étoiles massives – avec des masses huit fois ou plus supérieures à la masse du Soleil – Le Soleil – captant ses champs magnétiques.

Impressions d'artiste illustrant l'événement violent qui a changé le destin du système stellaire HD 148937 (ESO/L Calçada, équipe VPHAS+)

« Nous pensons que ce système avait au moins trois étoiles à l'origine », a déclaré Hugues Sanna, professeur à la KU Leuven en Belgique et chercheur principal des observations. Deux d’entre elles doivent être proches l’une de l’autre en un point de l’orbite tandis que l’autre étoile est beaucoup plus éloignée.

READ  L'objectif interplanétaire de Rocket Lab s'étend avec un nouvel achat de 40 millions de dollars

« Les deux étoiles intérieures ont fusionné violemment, créant un magnétar et expulsant de la matière, créant ainsi la nébuleuse.

« L'étoile la plus externe a formé une nouvelle orbite avec l'étoile nouvellement fusionnée qui est désormais magnétique, créant ainsi la binaire que nous voyons aujourd'hui au centre de la nébuleuse. »

Le Dr Abigail Frost, astronome à l'ESO au Chili, a ajouté : « Avoir une nébuleuse entourant deux étoiles massives est rare, et cela nous a vraiment donné l'impression que quelque chose de merveilleux s'était produit dans ce système.

« En regardant les données, le froid a augmenté.

« Après une analyse détaillée, nous pouvons déterminer que l'étoile la plus massive semble beaucoup plus jeune que sa compagne, ce qui n'a aucun sens car elles auraient dû se former en même temps. »

Le magnétisme des étoiles massives ne devrait pas durer très longtemps par rapport à la durée de vie de l’étoile. Nous semblons donc avoir observé cet événement rare très peu de temps après qu’il se soit produit.

Une équipe de scientifiques internationaux a analysé neuf années de données provenant de HD 148937, située à environ 3 800 années-lumière de la Terre et située en direction de la constellation Norma.

Les données proviennent de l'interféromètre à très grand télescope (VLTI) de l'Observatoire européen austral situé dans le désert d'Atacama au Chili.

Alors que les champs magnétiques sont courants dans les étoiles de faible masse comme le Soleil, les étoiles de plus grande masse ne peuvent pas maintenir de champs magnétiques de la même manière.

Cependant, selon les scientifiques, environ 7 % des étoiles massives possèdent des champs magnétiques.

READ  Que se passe-t-il lorsque les galaxies entrent en collision ?

Alors que les astronomes soupçonnent depuis un certain temps que les étoiles massives pourraient acquérir des champs magnétiques lorsque deux étoiles fusionnent, c'est la première fois que les scientifiques trouvent des preuves directes de ce phénomène.

« Le magnétisme dans les étoiles massives ne devrait pas persister très longtemps par rapport à la durée de vie de l'étoile, nous semblons donc avoir observé cet événement rare très peu de temps après qu'il se soit produit », a déclaré le Dr Frost.

Continue Reading

science

Appel à tous les photographes et astronomes de toute l'Irlande

Published

on

Appel à tous les photographes et astronomes de toute l'Irlande

« Atteindre les étoiles » Institut d'études avancées de Dublin (DIAS) Le concours d'astrophotographie revient pour la quatrième année consécutive et invite les astrophotographes en herbe à soumettre leurs images.

Cette année, le concours a ajouté une nouvelle catégorie, « Night Sky in Your Hand », qui est une catégorie mobile destinée à encourager davantage de personnes à participer.

Le concours, qui a ouvert ses portes cette semaine, recherche les meilleures images astronomiques prises en Irlande entre le 28 avril 2023 et le 10 mai 2024.

Il lance un appel à candidatures dans cinq catégories distinctes :

  1. Le ciel nocturne dans votre main : Photos prises avec un simple smartphone, sans télescope, d'une scène astronomique.
  2. Hors de ce monde – planètes : Images de planètes, de soleil et de lune.
  3. Hors de ce monde – ciel profond : Images de corps célestes situés en dehors de notre système solaire, tels que des nébuleuses, des amas d'étoiles et des galaxies.
  4. Retour sur Terre – Paysage : Images qui représentent un élément d'importance astronomique comme élément important Et Des éléments tels que la nature, la terre ou l'eau.
  5. Retour sur Terre – Enseignant : Images qui représentent un élément d'importance astronomique comme élément important Et Éléments tels que des paysages urbains, des bâtiments, des maisons, des structures historiques ou des monuments.

Lancement du concours aujourd'hui Dr. Eucharia Meehan, PDG et registraire de DIAS, a déclaré :

«DIAS est ravi de lancer le concours Reach for the Stars 2024.

« Nous essayons toujours d'améliorer et de développer la compétition et avons effectué un certain nombre de mises à jour cette année qui, nous l'espérons, porteront la compétition à un nouveau niveau. Nous avons maintenant une catégorie supplémentaire invitant les inscriptions sur smartphone.

READ  Le principal télescope spatial à rayons X d'Europe pourrait être réduit

« Les appareils photo des téléphones peuvent désormais prendre des images d'une telle qualité que nous avons pensé que ce serait une excellente occasion d'encourager davantage de personnes à Offaly à s'impliquer.

« Nous sommes également ravis que les Observatoires astronomiques d'Irlande (AOI) se joignent à nous cette année et parrainent un prix pour les gagnants de nos concours.

« L'AOI est un partenariat stratégique entre nous au DIAS, l'Observatoire et Planétarium d'Armagh et la Birr Castle Heritage Foundation pour protéger le patrimoine astronomique et promouvoir la recherche et les connaissances astronomiques à travers l'île d'Irlande. Il est donc approprié que les observatoires soutiennent le concours. .

« Le programme Reach for the Stars est ouvert à tous, que vous soyez un professionnel chevronné ou un amateur passionné d'astronomie. Tout ce que nous vous demandons, c'est de suivre attentivement les directives du concours lors de la soumission de votre candidature pour garantir que vos photos soient admissibles.

Commentant également, le professeur Peter Gallagher, chef du département d'astronomie et d'astrophysique de la DIAS et membre du jury, a déclaré :

« Avec l'ajout de la nouvelle catégorie mobile cette année, je suis impatient de voir l'ampleur des candidatures que nous recevrons.

« Ce nouvel élément ouvre vraiment la porte à de nombreux astrophotographes amateurs et novices qui ne disposent pas nécessairement du matériel mais ont l’œil pour obtenir une bonne photo pour mettre en valeur leur travail.

« Il y a beaucoup d'événements astronomiques à venir rien qu'en avril – nous venons d'avoir une éclipse solaire, la pluie de météores Lyrid aura lieu plus tard ce mois-ci, ainsi qu'une pleine lune avant la date limite du concours – il y a donc beaucoup d'opportunités astronomiques à venir. pour les gens dans Offaly Pour sortir et prendre quelques photos.

READ  En 1181, une rare explosion a illuminé le ciel, et peut-être avons-nous finalement trouvé ce qui restait derrière

« Tout le monde peut profiter du ciel nocturne – nous avons tout exploré, des galaxies étincelantes aux vues époustouflantes du ciel au cours des trois dernières années, et nous sommes impatients de voir ce que les candidatures de cette année nous réservent !

Détails du concours

Les participants peuvent soumettre jusqu'à deux photos par catégorie au concours. La date limite d’inscription est le vendredi 10 mai 2024 à 17h.

Toutes les candidatures au concours seront examinées par le comité de présélection pour s'assurer qu'elles répondent aux critères d'éligibilité. Les images présélectionnées dans chaque catégorie seront ensuite soumises pour examen par le jury. Vote public en ligne.

Les candidatures au concours « Reach for the Stars » seront jugées par Brenda Fitzsimmons, rédactrice photo au Irish Times ; Michael McCreary, président de la Société irlandaise d'astronomie ; Peter Gallagher, professeur principal et chef du département d'astronomie et d'astrophysique du DIAS, et Niamh Breathnach, directrice principale d'Alice Public Relations.

Forfait prix

Les photographes gagnants des catégories « Hors de ce monde » et « Retour sur Terre », choisis par le jury, recevront un package comprenant :

  • Leurs photos ont été publiées sur les sites Internet du DIAS et de l'Irish Times ;
  • Pass pour les sites des trois observatoires astronomiques d'Irlande : l'observatoire de Dunsinck (la salle d'évasion de Space Race), l'observatoire d'Armagh et le château de Pere Demesne ;
  • Bon d'achat de 500 € pour l'achat de matériel photographique/télescopique ; Et
  • Abonnement numérique de 12 mois à The Irish Times.

Le gagnant de la catégorie Choix général, voté par le public, et le gagnant de la catégorie Night Sky in Your Hand recevront un bon de 250 € pour du matériel photographique/télescopique, ainsi que des billets d'entrée aux trois observatoires astronomiques d'Irlande – Observatoire de Dunsink (Race to Space), observatoire d'Armagh et château de Pere Demesne.

READ  L'objectif interplanétaire de Rocket Lab s'étend avec un nouvel achat de 40 millions de dollars

DIAS a l'intention que les images gagnantes et très acclamées soient également incluses dans une exposition au DIAS en 2024.

De plus, toutes les images présélectionnées seront incluses dans une galerie en ligne – à des fins de vote du public – sur le site Internet du concours. ar.reachforthestars.ie.

Le concours « Reach for the Stars » organisé par DIAS est mené en partenariat avec Le temps irlandais, Et il prend soin de lui Alice Relations Publiques. Les Observatoires astronomiques irlandais et la Société irlandaise d’astronomie soutiennent cette initiative.

Plus d’informations, y compris les directives du concours et le formulaire d’inscription, sont disponibles sur Réseau de communication mondial.ar.reachforthestars.ie.

Continue Reading

science

Un vaisseau spatial de la NASA capture une mystérieuse « planche de surf » en orbite autour de la Lune. Qu'est-ce que ce est?

Published

on

Un vaisseau spatial de la NASA capture une mystérieuse « planche de surf » en orbite autour de la Lune.  Qu'est-ce que ce est?

Le Lunar Orbiter de la NASA a capturé des images d'un objet en forme de planche de surf traversant la planète Terre lune.

Ce n'était pas une rencontre rapprochée OVNI ou L'étrange énorme structure. Au lieu de cela, le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA a repéré le satellite sud-coréen lVaisseau Danori Les responsables de la NASA ont déclaré dans une vidéo que les deux vaisseaux spatiaux voyageaient à grande vitesse alors qu'ils survolaient la lune. déclaration.

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023