Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Health

Model menggambarkan perencanaan gerakan lengkap di otak – ScienceDaily


Setiap hari kami dengan mudah melakukan gerakan menggenggam yang tak terhitung jumlahnya. Kami mengambil kunci di tangan kami, membuka pintu depan dengan mengoperasikan pegangan pintu, lalu menariknya dari luar dan menguncinya dengan kunci. Hal yang wajar bagi kita didasarkan pada interaksi kompleks mata kita, berbagai wilayah otak, dan akhirnya otot di lengan dan tangan. Ahli saraf di German Primate Center (DPZ) – Institut Leibniz untuk Penelitian Primata di Göttingen untuk pertama kalinya berhasil mengembangkan model yang dapat dengan mulus mewakili seluruh perencanaan gerakan dari melihat objek hingga menggenggamnya. Data saraf dan motorik komprehensif dari eksperimen menggenggam dengan dua monyet rhesus memberikan hasil yang menentukan untuk pengembangan model, yang merupakan jaringan saraf tiruan yang, dengan memberi makan dengan gambar yang menunjukkan objek tertentu, mampu mensimulasikan proses dan interaksi di otak untuk pemrosesan informasi ini. Data neuronal dari model jaringan buatan mampu menjelaskan data biologis kompleks dari hewan percobaan dan dengan demikian membuktikan validitas model fungsional. Ini dapat digunakan dalam jangka panjang untuk pengembangan neuroprostheses yang lebih baik, misalnya, untuk menjembatani koneksi saraf yang rusak antara otak dan ekstremitas di paraplegia dan dengan demikian memulihkan transmisi perintah gerakan dari otak ke lengan dan kaki (PNAS).

Monyet rhesus, seperti manusia, memiliki sistem saraf dan visual yang sangat berkembang serta kontrol motorik tangan yang cekatan. Untuk alasan ini, mereka sangat cocok untuk penelitian gerakan menggenggam. Dari penelitian sebelumnya pada monyet rhesus diketahui bahwa interaksi tiga area otak bertanggung jawab untuk menangkap objek yang dituju. Namun, hingga saat ini, belum ada model terperinci di tingkat saraf yang mewakili keseluruhan proses mulai dari pemrosesan informasi visual hingga kontrol otot lengan dan tangan untuk menangkap objek tersebut.

Untuk mengembangkan model seperti itu, dua monyet rhesus jantan dilatih untuk menangkap 42 objek dengan bentuk dan ukuran berbeda, disajikan kepada mereka dalam urutan acak. Monyet-monyet itu memakai sarung tangan data yang merekam gerakan lengan, tangan dan jari secara terus menerus. Percobaan dilakukan dengan terlebih dahulu menyinari objek yang akan digenggam, sedangkan monyet melihat titik merah di bawah objek masing-masing dan melakukan gerakan mencengkeram dengan jeda singkat setelah sinyal berkedip. Kondisi ini memberikan informasi tentang waktu di mana area otak yang berbeda aktif untuk menghasilkan gerakan menggenggam dan aktivasi otot terkait berdasarkan sinyal visual.

Pada langkah berikutnya, gambar dari 42 objek, yang diambil dari perspektif monyet, dimasukkan ke dalam jaringan saraf tiruan di komputer, yang fungsinya meniru proses biologis di otak. Model jaringan terdiri dari tiga tahap yang saling berhubungan, sesuai dengan tiga area otak kortikal monyet, dan memberikan wawasan yang berarti ke dalam dinamika jaringan otak. Setelah pelatihan yang sesuai dengan data perilaku monyet, jaringan dapat secara tepat mencerminkan gerakan mencengkeram monyet rhesus. Ia mampu memproses gambar objek yang dapat dikenali dan dapat mereproduksi dinamika otot yang dibutuhkan untuk menangkap objek secara akurat.

Hasil yang diperoleh dengan menggunakan model jaringan buatan kemudian dibandingkan dengan data biologis dari percobaan monyet. Ternyata dinamika saraf model tersebut sangat konsisten dengan dinamika saraf area otak kortikal monyet. “Model buatan ini menjelaskan untuk pertama kalinya dengan cara yang realistis secara biologis proses neuronal dari melihat objek untuk pengenalan objek, hingga perencanaan tindakan dan kontrol otot tangan selama menggenggam,” kata Hansjörg Scherberger, kepala Laboratorium Neurobiologi di DPZ, dan Dia menambahkan: “Model ini memberikan kontribusi untuk pemahaman yang lebih baik tentang proses saraf di otak dan dalam jangka panjang dapat berguna untuk pengembangan neuroprostesis yang lebih efisien.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Deutsches Primatenzentrum (DPZ) / Pusat Primata Jerman. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : lagu Togel