تعداد سلول های عصبی در مغز انسان تقریبا چقدر است

تعداد سلول های عصبی در مغز انسان تقریبا چقدر است را از سایت اسک 98 دریافت کنید.

شبیه‌سازی مغز انسان با 530,000,000,000 سلول عصبی و 100,000,000,000,000 سیناپس

بهنوش خرم‌روز: مغز شاید پیچیده‌ترین موجود شناخته‌شده باشد. مغز انسان در این میان از هر مغز دیگری پیچیده‌تر است و سالیان سال است که محققین در تلاشند راهی برای کشف چگونگی عملکرد مغز انسان بیابند. یکی از امیدهای محققین، شبیه‌سازی رایانه‌ای مغز است. حالا، آن‌چه آی.بی.ام با شبیه‌سازی حجم بالای نورون‌ها و سیناپس‌ها ارائه کرده،‌ دریچه‌ای تازه به درک فعالیت پیچیده مغز گشوده است و شاید بتواند پاسخ سوال‌های بسیاری را بدهد. در عین حال، این که این پروژه با ابعاد بسیار وسیعش هنوز تا رسیدن به مغز انسان فاصله بسیار دارد، خود گواهی دیگر است بر پیچیدگی بی‌نظیر مغز انسان.
در کنفرانس 2012 ابرپردازش که هفته پیش برگزار شد، گروه محققین آی.بی.ام، قدم بعدی در راه رسیدن به برنامه پردازش شناختی دارپا را ارائه کرد، برنامه‌ای که سیستم‌های الکترونیکی نورومورفیک سازش‌پذیر، مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر نام دارد و به اختصار آن را SyNAPSE می‌نامند. شایان ذکر است که سیناپس به محل برقراری ارتباط سلول‌های عصبی گفته می‌شود!
به گزارش سای‌تک دیلی، برنامه سیناپس دارپا در سال 2008/ 1387 آغاز شد و قرار بود فناوری ماشینی الکترونیکی نورومورفیکی در آن ساخته شود که بر پایه شبیه‌سازی مغز قرار داشته باشد و با استفاده از معماری پردازش شناختی، با 10 میلیارد سلول عصبی و 100هزار میلیارد سیناپس، مقیاسی از سطوح بیولوژیکی آن‌چه در مغز می‌گذرد، به دست بدهد. این ارقام بر پایه تعداد تخمین‌زده شده سیناپس‌ها و سلول‌های عصبی موجود درمغز انسان به دست آمده‌اند.
حالا آی. بی. ام اعلام کرده که بالاخره موفق شده به هدف این برنامه دست پیدا کند. آن‌ها توانسته‌اند با استفاده از سیستم ترونورث آی.بی.ام که روی دومین ابررایانه سریع دنیا اجرا شده، به این هدف دست پیدا کنند،‌ یعنی Blue Gene/Q Sequoia مستقر در آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور که از 96 ردیف ابررایانه با 1,572,864 هسته پردازشگر، 1.5 پتابایت حافظه (هر پتابایت = یک میلیون گیگابایت یا هزار ترابایت)، 98,304 پردازش ام.پی.آی و 6,291,456 ترید (پردازش سبک‌و مستقل)استفاده می‌کند.

شرح عکس: شبکه‌ای از هسته‌های نوروسیناپسی که از اتصالات طولانی سلول‌های مغز میمون استخراج شده است. هسته های نوروسیناپسی به‌طور محلی در مناطق مختلف مغز دسته‌بندی شده‌اند و هر هسته به‌شکل نقطه‌ای منفرد درون حلقه مشخص شده است. کمان‌ها از هسته منبع به سمت هسته مقصد رسم شده‌اند و رنگ آن‌ها بر اساس رنگ اختصاص یافته به هسته منبع مشخص شده است.

آی.بی.ام و آزمایشگاه ملی لورنس لیورمور در این برنامه موفق شدند به مقیاسی از 2.084 میلیارد هسته نوروسیناپسی دست یابند که در آن 530 میلیارد سلول عصبی و 100هزار میلیارد سیناپس در حال فعالیتند و سرعت فعالیت آن‌ها تنها 1542 بار از میزان واقعی (آن‌چه در مغز انسان اتفاق می‌افتد)، کندتر است.
البته در این برنامه، شبیه‌سازی زیستی واقعی از یک مغز انسان کامل وجود ندارد. بلکه چنان که در چکیده مقاله آمده، محاسبه (سلول‌های عصبی)، حافظه (سیناپس‌ها) و ارتباطات (آکسون‌ها و دندریت‌ها- رشته‌های متصل به سلول‌های عصبی که از یک طرف پیام دیگر سلول‌های عصبی را گرفته و از طرف دیگر،‌ پیام را به سایر سلول‌های عصبی منتقل می‌کنند-) با کسر مولفه‌های زیستی و در راستای اهداف مهندسی ،‌ یعنی رسیدن به حداکثر فعالیت (کارایی، سودمندی و کاربرد) و حداقل هزینه‌ها (قدرت، فضا و تاخیر) و نیز پیچیدگی طراحی جزئیات سخت‌افزاری بهینه شده‌اند.
53272

منبع مطلب : www.khabaronline.ir

مدیر محترم سایت www.khabaronline.ir لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

مغز و هزاران سلول عصبی - جزیره دانش - جزیره دانش‌آموزان

شخصی که در این شکل ترسیم شده، کج و کوله و بی‌ریخت است، زیرا اندازه‌ ناحیه‌ای که به بخش خاصی از بدن نسبت داده شده، با اندازه واقعی آن تناسبی ندارد بلکه با میزان د قتی که برای انجام کار آن بخش نیاز است، تناسب دارد. در انسان، فضای زیادی به صورت، زبان و دست ها اختصاص داده شده است. شما فکر می‌کنید چرا این چنین است؟

در بیشتر افراد، نیمکره چپ مغز زبان و گفتار، ریاضیات و دیگر توانایی‌‌های تجزیه و تحلیل را تنظیم می‌کند. نیمکره راست، مسئوول پردازش‌های بینایی و فضایی است. بسیاری از اعمال، از جمله جنبه‌های مختلف اعمالی که ذکر شد، با همکاری هر دو نیمکره تنظیم می‌شوند. دستجاتی از رشته های عصبی که جسم پینه‌ای نامیده می‌شوند دو نیمکره را به هم مرتبط می‌سازند و به این ترتیب، ارتباط بین دو نیمکره امکان‌پذیر می‌شود. نوع ی جراحی نامعمول، استثنای جالبی برای این اصل همکاری دو نیمکره آشکار کرد و پیچیدگی مغز را بیش از پیش نشان داد. در موارد شدید صرع (نوعی بیماری عصبی که باعث حملات مغزی می‌شود) با عمل جراحی رشته‌های جسم پینه‌ای را پاره می‌کنند و به این ترتیب ، ارتباط دو نیکره را قطع می‌کنند. این جراحی تعداد و شدت حملات مغزی را به میزان زیادی کاهش می‌دهد و بیشتر بیماران هیچ گونه اختلالی در حرکت یا درک خود احساس نمی‌کنند. با وجود این، درک آنان تا حدودی آسیب می‌بیند. پیام‌های دست راست آنان فقط به وسیله نیکره چپ و پیام‌های دست چپ آنان فقط به وسیله نیکره راست دریافت می‌شود. در واقع، به خاطر این جراحی، نیمکره‌ها نمی‌توانند از اطلاعات یکدیگر استفاده کنند.

بیماران به طور معمول متوجه این آسیب نمی‌شوند زیرا با استفاده از چشم‌هایشان آن را جبران می‌کنند. بر خلاف پیام‌هایی که از دست‌ها می‌آیند، پیام‌های هر چشم در هر دو نیمکره دریافت می‌شود. بعضی از مطالعات جالبی که روی این بیماران انجام شده است، ماهیت این آسیب را آشکار کرده‌اند. وقتی محققی چشم‌های بیمار را با چشم‌بند می‌بندد و در دست چپش چیزی مانند مسواک قرار می‌دهد، بیمار می‌تواند خصوصیات آن چیزی را توصیف کند: «دسته‌ای بلند و سخت و موهایی نرم دارد.» گاهی بیمار می‌تواند چگونگی استفاده از آن چیز را توصیف کند: « هر روز از آن استفاده می‌کن م .» اما نمی‌توان د نام آن چیز رابگوید. وقتی محقق آن چیز را در دست راست بیمار قرار می‌دهد، او می‌تواند نام آن را بگوید: «چیزی که در دست من است یک مسواک است.» اما نمی‌تواند چگونگی استفاده از آن را توصیف کند. در شرایط عادی که بیمار می‌تواند هم از دست‌ها هم از چشم‌هایش استفاده کند، مغز می‌تواند از عهده آسیب وارده برآید و بیمار کمتر با مشکل رو‌به رو می‌شود.

این نمونه و مشاهدات به دست آمده از جراحی‌ها و آزمایش‌های دیگر، نشان می‌دهدکه مغز می‌تواند اطلاعات را در بیش از یک روش پردازش کند. به علاوه، بعضی اعمالی که در حالت عادی به وسیله یک ناحیه انجام می‌شوند، می‌توانند بر بخش‌های دیگر تحمیل شوند. این وضعیت اغلب زمانی می‌تواند رخ بدهد که فرد بسیار جوان است. برای مثال، وقتی کودکی دچار سکته‌ای می‌شود که نیمکره چپش را تخریب می‌کند، به جای از دست رفتن مقداری ازتوانایی‌های گفتاری یا همه آن، نیمکره راست مغزش جور این عمل را می‌کشد. همچنین اگر دریافتی از یکی از حس‌ها آسیب ببیند، دریافتی از حس دیگر جبران خواهد کرد. به این دلائل اغلب گفته می‌شود مغز همچون لاستیک است، یعنی می‌تواند از بعضی وقایع و تجربیات تاثیر پذیر و با شرایط ویژه سازگاری پیدا کند.

 پیچیدگی بر هم کنش‌ها

شاید از دانستن این موضوع تعجب کنید که از بسیاری جنبه ها شما می‌توانید بهتر از یک کامپوتر فکر کنید. در حقیقت، ساختن کامپیوتر ‌هایی که بتوانند ساده‌ترین اعمال انسانی (برای مثال، تشخیص صورت افراد مختلف) را انجام دهند، بسیار مشکل است. برنامه‌های کامپیوتری تنها در سال‌های اخیر توانسته‌اند استادان بازی شطرنج را شکست دهند. بعضی از دانشمندان تلاش می‌کنند با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری ، ربات‌های باهوش ی طراحی کنند که نظیر توانای‌ها و پردازش‌های اطلاعاتی مغز انسان را بروز دهند. تا به حال این دانشمندان توانسته‌اند، نحوه پردازش اطلاعات در سوسک را الگوسازی کنند، اما همین کار نیز با دشواری‌های زیادی همراه بوده است. حال تصور کنید ساختن رایانه و تولید برنامه‌ای که بتواند همه توانایی‌های مغز انسان را الگو برداری کند، چقدر سخت است.

یکی ازدلائل مشکل بودن ساختن یک الگوی رایانه‌ای از مغز انسان این است که مغز ما تعداد زیادی سلول عصبی به نام نرون دارد و تعداد ارتباطات درونی بین این سلول‌‌ها حیرت‌آور است.

مغز شما حدود ¹² 10 (یک تریلیون) نرون دارد و از آنجا که این سلول می‌توانند به روش‌های زیادی با هم ارتباط داشته باشند، توان همکاری بین آن‌ها فوق العاده بالا است. تا زمانی که بشر کامپیوتری نساخته است که ارتباطات درونی آن فوق العاده زیاد باشد، الگو برداری از تفکر انسانی مشکل خواهد بود.

برای درک بهتر چگونگی ارتباط نرون با یکدیگر، دقت در ساختمان یک نرون می‌تواند مفید باشد شکل زیر یکی ازاین سلول‌ها را نشان می‌دهد

منبع مطلب : jazirehdanesh.com

مدیر محترم سایت jazirehdanesh.com لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

مغز انسان

مغز انسان مرکز دستگاه عصبی است. دستگاه عصبی مرکزی در درون حفاظی استخوانی به نام جمجمه و ستون مهره ها قرار گرفته و شامل مغز و نخاع می‌باشد. سیستم عصبی مرکزی در زبان عام به دو قسمت با نام‌های مادهٔ سفید و مادهٔ خاکستری تقسیم می‌شود. مغز شامل قسمت‌های متنوعی است که هر کدام در عین ارتباط تنگاتنگ با یکدیگر دارای کارها و وظائف گوناگونی هستند.دستگاه عصبی انسان شامل دو قسمت مرکزی و محیطی می‌باشد. قسمت مرکزی، مرکز فعالیت‌های ارادی و غیرارادی می‌باشد و قسمت محیطی. شامل عصب‌هایی است که قسمت‌های مختلف بدن را به بخش عصبی متصل می‌کند* مغز انسان از دید ساختار، همانند مغز دیگر پستان‌داران است ولی قشر مغز آن در مقایسه با دیگر پستانداران دارای گسترش و پیشرفت بسیار بیشتری‌است. جانوران بزرگی مانند نهنگ‌ها و فیلها در اندازه‌گیری مطلق دارای مغزی بزرگ‌تر هستند، اما زمانی که اندازه‌گیری با استفاده از ضریب مغزی و پس از جبران اندازه و جثهٔ بدن انجام گیرد، این مغز انسان است که تقریباً دو برابر مغز دلفین پوزه‌بطری، و سه برابر مغز یک شامپانزه خواهد بود. بخش عمده‌ای از گسترش و پیچیدگی مغز انسان مربوط به بخشی از مغز به نام قشر مغزی یا کورتکس، به ویژه لوب پیشانی، که با توابع اجرایی از جمله خودلگامی یا اتوکنترل، برنامه‌ریزی، استدلال، و که ویژه بینایی است نیز تا میزان زیادی در انسان بزرگتر است.^[۱]

قشر مغز دارای ۱۵-۳۳ بیلیون یاختهٔ عصبی یا نورون است که هر کدام با سیناپس به چندین هزار یاخته عصبی دیگر متصل است. این یاخته‌ها بوسیلهٔ رشته‌های پروتوپلاسم بلندی که آسه یا آکسون نام دارد با دیگر یاخته‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. آکسون‌ها دنباله‌ای از ضربان‌های سیگنالی را که پتانسیل عمل نام دارند تا دورترین نقاط مغز یا یاخته‌های دریافت کنندهٔ ویژهٔ هدف در بدن حمل می‌کنند.^[۲] به کمک دستگاه‌های MRI پیشرفته می‌توان آکسون‌ها و چگالی آن‌ها در مغز را با دقت بالایی مشخص کرد.

ساختار[ویرایش]

مغز انسان حدود ۱۵۰۰ گرم وزن دارد^[۱] و حجم آن نیز حدود ۱۱۳۰ سانتیمتر مکعب در زنان و ۱۲۶۰ سانتیمتر مکعب در مردان است.^[۳] هرچند از نظر ضریب هوشی یا آی‌کیو و سایر اندازه‌گیری‌های عملکردی و شناختی هیچ‌گونه و به هیچ وجه تفاوت نورولوژیک بین دو جنس مذکر و مؤنث تاکنون نشان داده نشده‌است.^[۴] بافت مغز بیشتر از جنس چربی است.^[۵]

سه پرده با نام مننژ، مغز و نیز نخاع را محافظت می‌کنند. پردهٔ داخلی چسبیده به مغز و نخاع که کار تغذیهٔ بافت عصبی را انجام می‌دهد، پردهٔ میانی یا عنکبوتیه که به پردهٔ خارجی چسبیده و از پردهٔ داخلی کمی فاصله دارد و در پایان پردهٔ خارجی که از بافت پیوندی تشکیل شده و به استخوان‌ها چسبیده‌است. در فاصله بین عنکبوتیه و پردهٔ داخلی مایعی شفاف حاصل از از ترشحات رگ‌های خونی بنام مایع مغزی-نخاعی یا لیکور قرار دارد و کار آن محافظت از بافت عصبی است. مغز انسان مانند تمامی جانداران از یاخته‌های عصبی یا نورون و یاخته گلیال یا نوروگلیا و نیز رگ‌های خونی بسیاری تشکیل شده‌است. سلول‌های گلیال انواع گوناگونی داشته و انجام تعدادی از عملکردهای مهم ازجمله پشتیبانی ساختاری، پشتیبانی متابولیک یا سوخت‌وساز یاخته، عایق و همچنین هدایت را به عهده دارند. نورون‌ها، اما، معمولاً مهم‌ترین یاخته‌های در مغز انگاشته می‌شوند. تعداد نورون‌ها، با توجه به آرایه‌های توموگرافی، روشی به مراتب دقیق‌تر از روش میکروسکوپی پیشین، حدود دویست میلیارد نورون در مغز انسان همراه یکصدوبیست‌وپنج تریلیون سیناپس در کورتکس یا قشر مغزی را نشان داده‌است.^[۶] ویژگی یگانه یاختهٔ عصبی در ایجاد و انتقال پیام به دورترین نقاط بدن است.^[۷][۸]

مغز در انسان از بخش‌های مختلفی مانند مخ، مخ‌چه، تالاموس، هیپوتالاموس، پل مغزی، بطنهای مغز، ساقه مغز، بادامه مغز، عقده‌های قاعده‌ای تشکیل شده‌است.

نیمکره‌های مغز یا مُخ بزرگترین قسمت مغز است و بالای تمام ساختار مغز انسان قرار دارد که با یک لایه یا قشر مغزی (کورتکس) با توپوگرافی پیچ‌درپیچ پوشیده شده‌است.^[۹] در زیر مخ ساقه مغز قرار دارد و شبیه ساقه‌ای به مخ متصل شده‌است. در عقب مغز، در زیر مخ و در پشت ساقه مغز، مخچه با ساختاری ویژه بخاطر وجود سطحی با شیاربندی افقی قشر آن، که باعث می‌شود آن را متفاوت از هر منطقهٔ دیگر مغز نمایان کند، وجود دارد. شکل کلی آن، همانند سایر پستانداران می‌باشد، اگرچه به‌طور قابل توجهی در اندازکمی سفید نسبی متفاوت است. به عنوان یک قاعده، هرچه مخ کوچکتر، کورتکس دارای قشر پیچ در پیچ کمتری است. قشر مغزی یک موش تقریباً کاملاً صاف است اما قشرمغزی دلفین یا نهنگ، پیچ در پیچ تر از کورتکس انسان است.

مغز زنده بسیار نرم است، چیزی شبیه به نرمی ژله است و با وجود اینکه سلول‌های خاکستری معروف هستند اما قشر زنده در واقع صورتی رنگ و در بخش‌های داخلی کمی سفید است.

بتازگی محققان دانشگاه نورت وسترن در آمریکا در حین مطالعه اثرات یک داروی ضد افسردگی بر روی موش‌ها به این نتیجه رسیدند که عملکرد مغزهای دو جنس نر و ماده در سطح مولکولی متفاوت است. دراین مطالعه یک تفاوت شیمیایی در میان مغزهای نر و ماده کشف شد و محققان دریافتند که این اختلاف در سطح مولکولی و در تعامل میان مولکول‌های ERalpha and mGluR1 است.^[۱۰]

لُوب‌ها[ویرایش]

نیمکرهٔ چپ و راست مخ و کورتکس تا حدودی قرینه بوده که تصویری آینه‌ای از یکدیگر می‌سازند. هر نیمکره به چهار لب، لوب پیشانی، لوب آهیانه، لوب پس سری، و لوب گیجگاهی تقسیم شده‌است. این تقسیم‌بندی لوب‌ها از ساختار قشر کورتکس مشتق نشده‌است بلکه لوب‌ها از نام استخوان جمجمه که آن‌ها را همپوشانی می‌کند نام می‌گیرند. استخوان پیشانی، استخوان آهیانه، استخوان گیج‌گاهی و استخوان پس‌سری. مرزهای بین لوب‌ها در زیر سوتور یا بخیه که استخوان‌های جمجمه را به هم پیوند داده، قرار دارد البته به‌استثنای مرز بین لوب فرونتال و لوب آهیانه که در طول مرز آناتومیک شیار مرکزی، در محل تلاقی قشر سوماتوسنسور اولیه و قشر حرکتی اولیه قرار دارد.

منابع[ویرایش]

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.