Комментарии 15
Для тех, кто не понял, в чем же открытие:
В статье по следам исследования говорится, что:
известно, что баланс ионов Na+, K+ и Cl- создает в нейроне потенциал (покоя либо действия, в зависимости от результирующего суммарного значения - а значение выставляется ионными насосами по всей клетке, которые втягивают/выплевывают больше "плюсов" или "минусов");
но "подключаясь" к индивидуальным нейронам человека (патологический материал из мозга эпилептиков), исследователи "услышали" (щелчки электрического сигнала нейронов действительно можно слушать через динамик) кое-что новенькое - сигналы чисто от дендритов, чего ранее они не наблюдали в экспериментах на крысах;
перепроверили, взяв не эпилептические мозги, а онкологические - получили то же самое;
селективно заблочили натриевые каналы ядом тетродоксином (а этот яд так и работает - блокирует передачу нервных сигналов), чтобы положительный заряд в нейроне не менялся - все равно электрическая активность осталась;
тогда заблочили каналы, переносившие ионы кальция - и наступила тишина;
тогда авторы поняли, что есть еще Са+-зависимая передача электрического сигнала в нейронах. И предположили, что есть синергический эффект, позволяющий одному нейрону работать на XOR-подобной логике: то есть, результирующий сигнал на выходе может зависеть сразу от двух процессов:
"традиционный" сигнал = 0, "кальциевый" = 0, выход = 0;
"традиционный" сигнал = 1, "кальциевый" = 0, выход = 1;
"традиционный" сигнал = 0, "кальциевый" = 1, выход = 1;
– тогда как раньше думали, что может быть только OR- или AND- (абзац об этом в статье выше опущен).
От себя добавлю, что это такая абстракция-спекуляция, потому что к нейронам неприменима бинарная логика. Вернее, применима наполовину: при неведомых условиях единственный выход нейрона дает 0 либо 1. А вот на вход ему могут подаваться сигналы от сотен, тысяч и даже сотен тысяч других нейронов. Поэтому, как уже писали в похожем обсуждении на Хабре, один нейрон корректнее сравнивать с небольшой нейросетью, а не с одним транзистором.
пользуясь возможностью спросить человека в теме -
может быть проясните также вопрос о быстродействии, если не ошибаюсь - время "срабатывания", или задержка сигнала для одного нейрона порядка 1 ms, если это так, можно грубо оценить количество "слоев", например исходя из типичного времени реакции порядка 100 ms, получается что в обработке реакции (вход-выход) участвует не более 100 "слоев", буду признателен за возможные коррекции этой грубой оценки
Не совсем понял, что вы имеете в виду под "слоями". Конкретные нейроны? Так их не так много подряд, никогда не бывает 100. Сенсорные и мотонейроны - это вообще клетка с длиннющим аксоном, уходящим в вашу конечность из мозга или спинного ганглия, а получает информацию еще от какого-нибудь нейрона коры. Даже в какой-нибудь сложной сетчатке от фоторецепторов до зрительной коры этих чувствительных клеток и интернейронов менее десятка "слоев". Для нервов, управляющих конечностями, или чувствительных имеет смысл считать скорость передачи сигнала по аксону от рецептора или постганглионарного нейрона, конкретные скорости я навскидку не скажу, но они известны в специальной литературе и публикациях.
в моем понимании сигнал например от фоторецепторов передается в зрительную кору, где вызывает срабатывание при определенных условиях и передачу от нейрона к нейрону (с преобразованием в химию и обратно в эл.сигнал в каждом нейроне) подобно как в сетях глубокого обучения, в конце концов попадает в том числе в периферийную систему и может управлять например конечностями,
меня интересует возможная оценка сверху средней длины цепочки нейронов собственно в составе мозга участвующих в обработке сигнала (количество логических "слоев" или шагов обработки), исходя из оценки суммарного времени реакции, это могло бы косвенным образом характеризовать наши интеллектуальные способности например vs computer, оценка 1 ms per neuron насколько помню связана с химией и преобразованием электрического сигнала в нейроне, к сожалению ссылки нет под рукой, ваши комментарии безусловно будут ценны
Зависит от задачи. Если вы про когнитивные способности - то гуглите про слои коры и как преобразуются импульсы там, в области ВНД я не силен. Но верхняя оценка будет около десятка. Если вы про сенсорные нейроны - то там это длинные аксоны от рецепторов, и нужно считать скорость распространения потенциала и длину нерва.
А еще многие нейроны используют химическую передачу сигнала через выброс нейромедиаторов - это напоминает использование оптронов в электронике, стабилизация сигнала и вот это все. Разумеется, это будет работать медленнее, чем чисто электрическая передача.
А еще имейте в виду, что должно накопиться достаточное количество входящего сигнала для создания потенциала действия - часть необходимых, одному этому нейрону известных входных сигналов может прийти сразу, а часть подзадержаться, "подождать" дополнительного возбуждения или прекращения торможения.
А еще почитайте про ритмы ГМ человека, как и почему они меняются, что является их пейсмейкерами - они все герцовые, вряд ли управляемые ими процессы имеют дискретность меньше секунды.
Это все очень навскидку - потому что это проблема узкой специализации, я, занимаясь нейродегенеративными заболеваниями, этого касался очень мало и не могу точно ответить на ваш достаточно конкретный и несложный вопрос. Но точно могу сказать, что он комплексный, зависит от множества факторов.
Но помимо скорости имейте в виду, что эффективность мозга обеспечивается еще его очень высокой связностью и пластичностью, а не только скоростью обработки сигналов.
спасибо, "используют химическую передачу сигнала через выброс нейромедиаторов" - именно этот эффект вызывает заметную "задержку срабатывания", это все по памяти, вообще за этими делами по-возможности приглядываю уже давно, действительно там все сложно, но интересно, хотя и далеко от моей профессиональной области (sw), желаю успеха, в том числе с новыми статьями хорошего уровня на habr
Насколько мне позволяет теория, то чисто технически нейронов способны распознавать фазы сигналов. Потому хоть общая задержка обработки информации может быть около 50мс, но вот то какую разницу между сигналами способны распознать слои, может быть сильно меньше 5мс.
С натяжкой, но такой эффект имеется в интерфейсе сенсорных мобилок. Когда ты нажимаешь на клавиатуру, то ты не особо чувствуешь задержки по отклику, но когда скролишь страницу то любые, даже микро-фризы, очень заметны.
По теме того, как люди реагируют на задержки от интерфейса и того что оин делают, есть какие-то работы... Если есть желание, то можно найти.
Вообще многие кто эту тему пытается описать простыми словами делают это некорректно...
Аплодирую стоя, благодарю. Было очень интересно
Спасибо! (нет возможности плюсануть)
Вы OR описали. Для XOR необходимо ещё:
"традиционный" сигнал = 1, "кальциевый" = 1, выход = 0;
0^0=0
1^0=1
0^1=1
1^1=0
Глядишь ещё пару лет пройдет откроют Mg+ зависимые потенциалы
Как тебе это, ChatGPT?
Услышали дендритные кальциевые волны — дендритные спайки?
В мозге человека обнаружили сигнал нового типа