Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Neuronové sítě přirozené a umělé

 |  5. 5. 2016
 |  Vesmír 95, 276, 2016/5
 |  Téma: Duševní zdraví

Informační systémy vyšších živočichů jsou schopny zpracovávat, uchovávat a využívat velmi široké, v průběhu času dynamicky proměnlivé spektrum informací. Pokud by to nedokázaly, neobstál by živočich v životním boji ani jako jedinec, ani jako druh. Tyto schopnosti zajišťuje síť vzájemně propojených vzrušivých buněk – neuronů.

Věděli jste ale, že neurony se mohou vyskytovat nejenom v soustavách živých tvorů? A že se s nimi dokonce setkáváme každý den? Takové neurony jsou matematickými modely neuronů přirozených, jejichž první návrh přinesli v roce 1943 W. S. McCulloch se svým studentem W. Pittsem. Ty nám teď pomáhají vyhledat na googlu ty nejrelevantnější výsledky, na facebooku rozpoznávat obličeje či v mailových schránkách identifikovat spam.

Jak živé, tak umělé neurony fungují na stejných principech – každý může být v jednom ze dvou stavů aktivity. Tyto jejich stavy závisejí na stavech aktivity neuronů s ním propojených (popř. na vnějších stimulech, jde-li o vstupní neuron) a jsou určeny silou spojení mezi nimi. Síla spojení mezi dvěma neurony se průběžně mění, a to v závislosti na jejich předchozí aktivitě. Tato změna probíhá podstatně pomaleji než vlastní aktivita neuronů.

Každý si asi vzpomene, jak takový živočišný neuron vypadá: má dva druhy výběžků – axon, kterým signály vysílá, a dendrity, jejichž prostřednictvím signály přijímá od tisíců jiných neuronů (obr. 1). Signály v živém neuronu představuje změna elektrického potenciálu. Sečte-li se v krátkém čase množství dostatečně kladných signálů z jiných neuronů, aby změna přesáhla prahovou hodnotu (danou vlastnostmi iontových kanálů v membráně), je po axonu vyslán tzv. akční potenciál (rychle se šířící změna elektrického potenciálu), který nakonec dospěje až k synapsím na jeho konci. Tam dojde k vylití připraveného neurotransmiteru ven do synaptické štěrbiny, kde je zachycen receptory na dendritické synapsi dalšího neuronu. To v něm způsobí změnu elektrického potenciálu dle typu transmiteru – buď kladnou (excitace), nebo zápornou (inhibice). A je-li překročen práh, vzniká tak další akční potenciál. Přenos informace v biologické síti je tedy (většinou) dvojí, elektrochemické povahy. V neuronu probíhá přenos přes elektrický potenciál, mezineuronová komunikace probíhá chemicky za použití specifických transmiterů.

Nyní vidíte 20 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Duševní zdraví
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Neurovědy

O autorovi

Čestmír Vejmola

Bc. Čestmír Vejmola (*1991) je absolventem Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, kde nadále studuje obor fyziologie živočichů a člověka. V současné době pracuje v Národním ústavu duševního zdraví jako pregraduální student výzkumného programu experimentální neurobiologie. Věnuje se elektrofyziologii, přesněji kvantitativním změnám EEG u potkanů v působení psychedelických látek
Vejmola Čestmír

Další články k tématu

Srovnání vývoje potkana a člověkauzamčeno

V některých případech záleží na stáří laboratorních zvířat. Zkoumáme-li například nemoci závislé na věku – třeba Alzheimerovu chorobu nebo...

Obrázek vydá za tisíc slovuzamčeno

Kolikrát jste v životě viděli hodiny? Nástěnné, stolní, věžní, kapesní nebo budík? Nepočítaně? Takže pro vás nebude problém nakreslit je na čistý...

Barva černým myšlenkámuzamčeno

Proč je mi tak mizerně? Čím jsem si tohle zasloužil? Proč mám problémy, které jiní lidé nemají? Nemůže to souviset s tím, kolik se toho přihodilo v...

Alkohol a zdravíuzamčeno

Jak je možné, že jedni lékaři zastávají názor o protektivních účincích alkoholu, zatímco druzí je popírají, přičemž obě strany se odvolávají na...

Příběh jedné molekulyuzamčeno

Ketamin nejprve sloužil pouze jako anestetikum, později vyšla najevo jeho schopnost bleskově potlačovat projevy deprese. V malých dávkách vyvolává...

Zrcadlové neurony ve zdraví a nemociuzamčeno

Zrcadlové neurony, jeden z nejvýznamnějších objevů neurověd posledních desetiletí, byly původně nalezeny v mozku makaků. Moderní neurozobrazovací...

Příběh nemocné duše

Trendem posledních padesáti let je postupný nárůst počtu lidí s diagnózou duševní choroby. V Česku to znamená, že psychiatrické ambulance každý...

Co nám čich může říci o stavu mozku?

Mnoho různých nemocí je doprovázeno změnou čichového vnímání. Výrazné to může být např. u Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby, deprese či...

Jak může jediný „trip“ změnit osobnost

Velká část společnosti vnímá psychedelika jako rovné jiným drogám a spojuje si je tedy s mnoha negativními charakteristikami. Jde o představu,...

Vyspěte se na to!

Spánkem strávíme třetinu života. Co se během něj s námi děje? V poslední době se ukazuje, že kromě odpočinku a obnovy sil má mnoho dalších...

Nový směr léčby nespavosti – elektrická stimulace mozku

Na léčbu depresí účinkuje. Pomůže elektrická stimulace mozku i pacientům trpícím nespavostí?

Doporučujeme

Člověk páchne *alkoholem

Člověk páchne *alkoholem audio

Jaroslav Petr  |  5. 8. 2018
Že pach lidského těla „vyrábějí“ bakterie, se ví už relativně dlouho. Některé mechanismy tohoto procesu jsou ale dosud stále tajemstvím. Britští...
Do světa a zase zpět

Do světa a zase zpět

Eva Bobůrková  |  31. 7. 2018
Mladý lékař Karel Kieslich o sobě říká: „Splňuji archetyp českého Honzy“. Studuje totiž na University College v Londýně, chtěl by ve světě...
Zahalená Venuše

Zahalená Venuše uzamčeno

Jan Veselý  |  16. 7. 2018
Snímky pořízené ve viditelném a infračerveném oboru kamerou VIRTIS sondy Venus Express zachycují pozoruhodná oblaka v nejvyšších vrstvách...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné