Neviditelný čert

Mozkové buňky ve tvaru hvězdy mohou být základem masivního ukládání paměti v mozku

rubrika: Populárně naučný koutek

Nový model strojového učení ukazuje, že mozkové buňky ve tvaru hvězdy (astrocyty) mohou být zodpovědné za paměťovou kapacitu mozku. Mohly by též inspirovat pokrok v oblasti umělé inteligence a výzkumu Alzheimerovy choroby. Jedinečná anatomická struktura astrocytů poskytuje velmi přirozený a lákavý způsob, jak navrhnout tyto velké systémy pro ukládání informací v biologickém hardwaru.

Lucifer

Po desetiletí se vědci domnívali, že jedinými tvůrci myšlení a paměti v mozku jsou neurony, ale nový výzkum nyní naznačuje, že jiný, často přehlížený typ mozkových buněk může hrát v paměti větší roli, než se dosud myslelo. Studie publikovaná v květnu v časopise PNAS předpokládá, že tyto další mozkové buňky, zvané astrocyty, by mohly být zodpovědné za impozantní kapacitu mozku pro ukládání vzpomínek prostřednictvím nově objeveného druhu síťové architektury.

Astrocyty jsou hvězdicovité buňky, které v mozku plní mnoho údržbových úkolů, včetně odstraňování buněčných zbytků, zásobování neuronů živinami a regulace průtoku krve. Mají také tenké rozvětvené struktury, známé jako výběžky, které se ovíjejí kolem míst, kde si neurony vyměňují zprávy. Toto ovinutí vytváří tzv. trojstrannou synapsi zahrnující dva spojené neurony a astrocyt.

Astrocyty nepřenášejí elektrické impulzy jako neurony. Místo toho komunikují prostřednictvím vápníkové signalizace, kdy vysílají vlny nabitých částic vápníku uvnitř buněk a mezi nimi. Studie ukázaly, že astrocyty reagují na synaptickou aktivitu změnou vnitřní hladiny vápníku. Tyto změny pak mohou vyvolat uvolňování chemických poslů z astrocytu do synapse.

Tyto procesy fungují jako malé vápníkové počítače, které vnímají, kdy je informace vyslána přes synapsi, předávají tuto informaci dalším procesům a na oplátku dostávají zpětnou vazbu. Nakonec se tento řetězový e-mail dostane zpět k neuronům, které následně upraví svou aktivitu. Vědci však zatím plně nerozumějí přesným výpočetním funkcím, které astrocyty vykonávají s informacemi, jež dostávají od neuronů.

Pro lepší pochopení této funkce bylo třeba se zaměřit na architektury strojového učení, které jsou schopny reprezentovat komplexní interakce mezi mnoha aktéry, a nikoli zachycovat pouze jednoduchá spojení mezi dvojicemi jednotek. Tradiční sítě strojového učení, které propojují pouze dvojice neuronů, mohou kódovat jen omezené informace. Vzhledem k tomu, že jediný astrocyt se může připojit k tisícům synapsí, předpokládá se, že astrocyty mohou zprostředkovávat komunikaci napříč všemi těmito spojeními. To by mohlo vysvětlit, jak mozek dosahuje svých obrovských úložných schopností.

Jedinečná anatomická struktura astrocytů poskytuje velmi přirozený a lákavý způsob, jak navrhnout tyto velké systémy pro ukládání informací v biologickém hardwaru. Nový model předpokládá, že astrocyty ukládají vzpomínky prostřednictvím postupných změn svých vnitřních vápníkových vzorců a že tyto vzorce jsou pak zpětně překládány do signálů, které se posílají do neuronů ve formě chemických poslů. V tomto modelu funguje každý proces astrocytu, nikoliv celá buňka, jako samostatná výpočetní jednotka. Model nepotřebuje mnoho neuronů k uložení velkého množství vzpomínek. To je významná výhoda z hlediska energetické účinnosti, protože neurony jsou metabolicky „drahé“.

Model také nabízí potenciální terapeutické možnosti pro neurodegenerativní onemocnění. Je známo, že astrocyty se podílejí na Alzheimerově chorobě a dalších poruchách paměti. Poskytuje výpočetní pohled na to, co by mohlo být špatně. Přesná modulace propojení astrocytárních procesů nebo signalizace by mohla obnovit nebo kompenzovat ztracené paměťové funkce.

Kromě neurovědy může tento model najít uplatnění i v umělé inteligenci. Mohl by výzkumníkům pomoci při vytváření hardwarových systémů podobných mozku. Takové systémy by mohly využívat husté paměťové architektury, které by jim umožnily ukládat obrovské množství informací a efektivně je vyvolávat s velmi malou spotřebou energie, stejně jako to dělá náš mozek. Toho by se dalo využít pro širokou škálu aplikací, jako je rozpoznávání hlasu, robotika a autonomní systémy, asistenti umělé inteligence nebo rozhraní mezi mozkem a strojem a „neuroprotetika“.

Zdroj: Live Science, Star-shaped brain cells may underpin the brain's massive memory storage

15.06.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Čertovský sen

rubrika: Povídání

Měl jsem sen. Stál jsem na louce hustě porostlé trávou barvy tak neskutečně zelené, jako by ji namaloval Vincent van Gogh. Všechno kolem zářilo sytými barvami a byl nádherný sluneční den. Opodál se pásly krávy jako z reklamy na Milku – těžká vemena se ploužila nízko nad zemí – a ačkoli se intenzivně, spořádaně a bez slůvka zabučení krmily, na trávě to nebylo znát. Nejenže byla všude stejně hustá a svěží, dokonce ji nehyzdil ani jeden kravinec. Tu jsem zahlédl nedaleké venkovské stavení a vydal se k němu.

Lucifer

12.06.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Dveře do léta

rubrika: Povídání

Kdysi jsem se dočetl, že jedna Indka spatřila na obloze zajímavý úkaz. Vypadal jako dveře či portál do jiného světa. Natočila si to na kameru chytrého telefonu. Vědci prý nemají pro záhadný jev vysvětlení. Tedy někteří. Mraky na obloze a lidská fantazie dokáží vyprávět fascinující příběhy. Dnes jsem spatřil dveře do léta.

Lucifer

09.06.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 1         

Co když velký třesk nebyl počátkem

rubrika: Populárně naučný koutek

Velký třesk je často popisován jako explozivní zrod vesmíru - jedinečný okamžik, kdy vznikl prostor, čas a hmota. Co když to ale vůbec nebyl počátek? Co když náš vesmír vznikl z něčeho jiného – z něčeho známějšího a zároveň radikálnějšího. Nová teorie navrhuje, že velký třesk může být výsledkem gravitačního zhroucení nebo kolapsu, který vytvořil masivní černou díru.

Lucifer

06.06.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Neurogeneze lidského mozku v dospělosti

rubrika: Populárně naučný koutek

Vyvíjející se lidský mozek získává miliardy neuronů už v děloze a další přibývají v dětství. Po většinu 20. století panoval názor, že mozkové buňky vzniklé před dospělostí budou jediné, které budeme mít po zbytek života. V posledních několika desetiletích však stále více výzkumů toto přesvědčení zpochybňuje.

Lucifer

03.06.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Poslední květen 2025

rubrika: Pel-mel

Květen nějak začal a jinak končí. Letošní květen byl studený. Hrdliččin hlas zval k lásce tiše, skromně a nenápadně. Tolik mrazivých rán. Někdy to vypadalo hůř než ve druhé půli března. Zdá se, že na jeho samotném konci se hlásí skutečné jaro. Nebude trvat dlouho. V kalendáři bude již zítra květen nahrazen červnem a léto začne přebírat žezlo.

Lucifer

31.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 1         

Přestaňte být k dispozici

rubrika: Filosofický koutek

Někteří lidé dokážou téměř nadpřirozeně ovládat své okolí, aniž by řekli jediné slovo. Nekřičí, neprosí, prostě se stáhnou. A najednou se všechno změní – energie se posunuje. Lidé začnou klást otázky, pronásledovat, hledat pocity. Představte si, že byste udělali totéž. Okamžitě přestanete reagovat na všechno a zvolíte mlčení. Místo výbuchu ústup. Když přestanete být k dispozici – emocionálně, psychicky, fyzicky – svět kolem vás se ocitne v krizi. Protože lidé jsou zvyklí ovládat vás prostřednictvím vašich reakcí, vašich impulsů, vaší předvídatelnosti. Ale v den, kdy ustoupíte, se hra změní. A ti, kteří si mysleli, že vás znají, si uvědomí, že o vás nevědí vůbec nic.

Lucifer

28.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 1         

Nezdravé přísady v potravinách a tisíciletá bakterie jako elixír mládí

rubrika: Pel-mel

Škodlivé přísady v potravinách zahrnují řadu látek, které mohou být pro zdraví nebezpečné. Umělá barviva (E122, E124, E129), konzervanty (E210, E220), umělá sladidla (E951, E952) a další podle některých zdrojů mohou způsobovat alergické reakce, hyperaktivitu u dětí a další zdravotní problémy. V tomto článku se budu s pomocí internetového portálu Dotyk.cz věnovat transmastným tukům a emulgátorům, které se v průmyslově zpracovaných potravinách vyskytují v nebývalém množství. Na závěr jsem přidal informaci o několik milionů let staré bakterii, kterou se dá považovat za elixír mládí.

Lucifer

25.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Nová teorie by mohla konečně učinit „kvantovou gravitaci“ realitou

rubrika: Populárně naučný koutek

Fyzikální „teorií všeho“ se svým způsobem už zabýval Albert Einstein. V rámci obecné teorie relativity se však soustředil pouze na gravitaci, přičemž nebral v úvahu kvantovou fyziku. V sedmdesátých letech se ke světu začala klubat teorie superstrun, která je čistě matematická. Základním kamenem Vesmíru prý nejsou bodové částice s nulovými rozměry, nýbrž jednorozměrné (otevřené resp. uzavřené) struny, které vibrují různými způsoby, odpovídajícími různým druhům elementárních částic. Předpokládá se, že se tímto způsobem se mohou skloubit všechny čtyři základní interakce – gravitační, elektromagnetickou a silnou a slabou nukleární – do jedné Teorie všeho. Zpočátku to však silně pokulhávalo. Jistým řešením se ukázalo umístit struny do desetirozměrného prostoru – devět prostorových a jeden časový. Všechny nadbytečné prostorové rozměry jsou však natolik svinuté, že se nedají experimentálně jakýmkoli způsobem detekovat. Teorie superstrun sice jakžtakž funguje, není však schopna vygenerovat všechno, co umí kvantový standardní model. Nedávno se v odborném fyzikálním časopisu objevil článek, který nastiňuje vytvoření dlouho očekávané „teorie všeho“ spojením gravitace s kvantovým světem.

Lucifer

22.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Mozkové čipy

rubrika: Populárně naučný koutek

Chytrým mobilům zvoní hrana. Za pár let je nahradí zcela nová technologie. A tou bude samotné lidské tělo. Na novinkách pracují tři techničtí vizionáři – Mark Zuckerberg, Elon Musk a Bill Gates. Cílem je svět bez chytrých telefonů, kdy dojde k propojení mozku s počítačem. Mozkové čipy mohou pomáhat při léčbě psychických onemocnění, jako je deprese, schizofrenie nebo epilepsie. Zároveň dokážou pomoct lidem s omezením pohybu, kterým usnadní každodenní činnosti. Otázkou ale zůstává, jak velké bezpečnostní a etické riziko s sebou tato technologie přinese.

Lucifer

19.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Bohouš

rubrika: Pel-mel

Bohouš je postava z komiksů a románů Jaroslava Foglara týkajících se Rychlých šípů. Byl členem Bratrstva kočičí pracky a vyznačoval se především tím, že měl hlavu vždy ukrytou pod kapucí. Asi se za svůj vzhled styděl, a tak se maskoval. Není to nic nového. Různé typy Bohoušů se vždy vyskytovaly a uskupovaly do part. Některé z nich občas nabyly takové velikosti, že ovládly celou společnost. A pak to už přestávala být sranda. Kovaní fašisti, nacisti, komunisti a další zavedli totalitní režim a všechny, kdo se nepřizpůsobili, nelítostně likvidovali.

Lucifer

16.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Neustálý dohled moderního života může zhoršovat funkci našeho mozku

rubrika: Populárně naučný koutek

Žijeme v době neustálého dohledu. Psychologický výzkum ukazuje, jak to může změnit naše vnímání světa – a to i nevědomě. Sledování nemění jen naše chování, ale podle desítek let výzkumů proniká i do naší mysli a ovlivňuje naše myšlení. A nová studie nyní odhaluje, jak sledování ovlivňuje nevědomé zpracování v našem mozku. V této době sledování vědci tvrdí, že tato zjištění vyvolávají obavy o naše kolektivní duševní zdraví.

Lucifer

13.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0