Selama ribuan tahun, umat manusia mengkhawatirkan fungsi sistem saraf: upaya dilakukan untuk memahami bagaimana persepsi dan pembelajaran terjadi, apa emosi dan kesadaran itu, peran apa yang mereka mainkan, bagaimana mereka muncul dalam perjalanan evolusi, apa pengaruh berbagai faktor eksternal dan internal pada perkembangan dan pembentukan sistem saraf. sistem manusia dan hewan lain. Semua topik menarik ini ditangani dengan satu atau lain cara dalam ilmu saraf dan disiplin terkait.
Neurobiologi adalah ilmu yang mempelajari struktur, fungsi, dan perkembangan sistem saraf pada manusia dan hewan. Ilmu otak adalah disiplin ilmu yang lebih sempit yang dikhususkan untuk otak manusia. Neurobiologi mencakup berbagai tingkat organisasi - dari molekuler hingga sistemik, dengan mulus berpindah ke biologi molekuler dan biokimia di satu sisi, dan neuropsikologi (sains yang berhubungan dengan psikologi) di sisi lain.
Beberapa orang, seperti pada zaman dahulu kala, terus menegaskan bahwa tidak mungkin untuk memahami pekerjaan otak, atau mereka menyangkal bahwa otak membangkitkan pikiran dan kesadaran kita, dll. Terlepas dari semua ini, pada kenyataannya, ilmu-ilmu yang bekerja di bidang ini berkembang pesat. keberhasilan dan dengan cepat menutup kesenjangan dalam pemahaman kita tentang masalah yang ada. Selama beberapa dekade terakhir, umat manusia telah mempelajari bahwa sel saraf benar-benar pulih dan telah belajar untuk memprogram ulang sel induk sehingga mereka membentuk neuron baru [1]. Kami juga menemukan bahwa melalui stimulasi listrik pada saraf, kemampuan untuk bergerak secara mandiri dapat dipulihkan pada pasien yang lumpuh dengan cedera tulang belakang [2].Banyak penyakit pada sistem saraf sekarang dapat dikenali pada tahap awal dan tanpa menggunakan metode invasif atau pemindaian panjang yang menyakitkan: analisis yang relatif sederhana dari informasi genetik seseorang memungkinkan untuk mengidentifikasi banyak penyakit neurodegeneratif, epilepsi dan gangguan pergerakan bahkan sebelum timbulnya gejala. Sekarang dimungkinkan untuk membuat peta rinci dan database yang tersedia untuk umum yang berisi informasi tentang bagaimana gen tertentu dikaitkan dengan berbagai penyakit atau jenis perilaku tertentu, dan bagaimana interaksi produk gen ini terlibat dalam pemrosesan aliran besar informasi di otak. Mekanisme terperinci (pada tingkat operasi neuron individu) untuk memproses informasi tentang lokasi spasial tubuh ditemukan - semacam GPS internal,memberikan orientasi (untuk pekerjaan ini dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 2014) [10].
. , 50- , . , , .
, , «-»" (bottom-up), , . ( ), , , , , . . , , , , . , .
«-» (top-down) . , , . , . , , , , .
, , . , , , . , , , , , . , - — , . «» , , .
. , in vitro , , . JetBrains Research (in silico) : BCNNM (Biological Cellular Neural Network Modeling), .
BCNNM , . , , , ( - , , . .). . , , , . , BCNNM , .
- , . , , , . , BCNNM , , , . , ( , ). , .
«» — , . . — , , . . , , . , , , . , .
. , , in silico , . , . , . , , .
« » , [4,5]. in vitro in vivo [6]. , . . , . — . .
BCNNM « » . , . , , , ( , , ) , , , , .
, [7]. [8, 9]: , , . 5, [8].
BCNNM in silico in vitro , , (, , . .), . , , , , . .
Computational Neuroscience
, . 2019 « » ( !) JetBrains. . , , , . 2020 , . YouTube- JetBrains Research.
Takahashi, J. iPS cell-based therapy for Parkinson's disease: A Kyoto trial. Regenerative Therapy, 2020, ISSN 2352-3204. https://doi.org/10.1016/j.reth.2020.06.002.
Angeli, C. A., Boakye, M., Morton, R. A., Vogt, J., Benton, K., Chen, Y., … Harkema, S. J. (2018). Recovery of Over-Ground Walking after Chronic Motor Complete Spinal Cord Injury. New England Journal of Medicine. doi:10.1056/NEJMoa1803588 (https://doi.org/10.1056/NEJMoa1803588)
Kriegeskorte, N., & Douglas, P. K. (2018). Cognitive computational neuroscience. Nature Neuroscience. doi:10.1038/s41593-018-0210-5
Caffrey, J. R., Hughes, B. D., Britto, J. M., and Landman, K. A. (2014). An in silico agent-based model demonstrates reelin function in directing lamination of neurons during cortical development. PLoS ONE 9. doi:10.1371/journal.pone.0110415
Dingle, Y.-T. L., Boutin, M. E., Chirila, A. M., Livi, L. L., Labriola, N. R., Jakubek, L. M., et al. (2015). Three-dimensional neural spheroid culture: An in vitro model for cortical studies. Tissue engineering. Part C, Methods 21, 1274–1283. doi:10.1089/ten.TEC.2015.0135. 26414693
Gerhard, F., Pipa, G., Lima, B., Neuenschwander, S., and Gerstner, W. (2011). Extraction of network topology from multi-electrode recordings: Is there a small-world effect? Frontiers in Computational Neuroscience 5. doi:10.3389/fncom.2011.00004
.. . . , - 2018
Wang, X., Gao, X., Michalski, S., Zhao, S., & Chen, J. (2016). Traumatic Brain Injury Severity Affects Neurogenesis in Adult Mouse Hippocampus. Journal of Neurotrauma, 33(8), 721–733. doi:10.1089/neu.2015.4097 (https://doi.org/10.1089/neu.2015.4097)
Neuberger, E. J., Swietek, B., Corrubia, L., Prasanna, A., & Santhakumar, V. (2017). Enhanced Dentate Neurogenesis after Brain Injury Undermines Long-Term Neurogenic Potential and Promotes Seizure Susceptibility. Stem Cell Reports, 9(3), 972–984. doi:10.1016/j.stemcr.2017.07.015 (https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2017.07.015)