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Neuronen im menschlichen Auge sind in der Lage, Fehler zu korrigieren

24.11.2016

Der Forscher Jason Prentice von der Princeton University in New Jersey (USA) und seine Kollegen fanden heraus, dass die Neuronen des menschlichen Auges eine natürliche Fähigkeit haben, Fehler in dem zusammengesetzten Signal zu korrigieren, das sie an das Gehirn senden.

Frühere Studien von Wissenschaftlern haben gezeigt, dass Gruppen von Neuronen im gesamten menschlichen Nervensystem gemeinsam Signale an das Gehirn übertragen. Das Signal in "kollektiven" Kanälen trägt Informationen, die sich von denen unterscheiden, die von jedem einzelnen Neuron einzeln gesammelt werden. Die Details einer solchen Gruppenarbeit von Neuronen sind jedoch noch nicht ausreichend untersucht.

Dr. Prentice und seine Kollegen konzentrierten sich auf Ganglienzellen in der menschlichen Netzhaut. Diese Neuronen, die sich im Augenhintergrund befinden, sammeln Informationen von anderen Zellen und leiten sie an das Gehirn weiter. Gleichzeitig können mehrere retinale Ganglienzellen gleichzeitig denselben Bereich kontrollieren. Die Forscher spekulierten, dass eine solche Redundanz dazu dienen könnte, Fehler zu korrigieren.

In dem Experiment verwendeten die Wissenschaftler visuelle Reize, die Gruppen von etwa 150 retinalen Ganglienzellen mit überlappenden visuellen Bereichen aktivierten, und zeichneten das Ergebnis auf. Sie verwendeten diese Daten, um ein mathematisches Modell zu erstellen, das beschreibt, wie Ganglienzellen arbeiten, um ein Signal zu analysieren und zu erzeugen.

Das Modell zeigte, dass externe Signale häufiger die „kollektive“ Arbeit retinaler Ganglienneuronen aktivieren als Signale von einzelnen Zellen. Dies deutet darauf hin, dass kooperative Aktivität eine Fehlerkorrektur ermöglicht und zu genaueren visuellen Informationen führt, indem das Hintergrundrauschen unterdrückt wird, das durch die unregelmäßige Aktivität einzelner Zellen eingeführt wird.

Das neue Modell beschreibt diesen Teil des menschlichen Nervensystems genauer als die Modelle, die früher entwickelt wurden, um die kollektive Signalübertragung des neuronalen Netzwerks zu untersuchen. Es führt nicht nur zu neuen Ideen darüber, wie das retinale Ganglion funktioniert, sondern kann auch verwendet werden, um die neuronalen Codes im restlichen menschlichen Gehirn zu untersuchen.

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Schmelzende Gletscher in den Schweizer Alpen gelten als beispiellos 15.10.2019

Die Schweizer Gletscher haben in den letzten fünf Jahren ein Zehntel ihrer Masse verloren. Diese Schmelzgeschwindigkeit ist in der Geschichte der Beobachtungen beispiellos.

In der neuesten Studie haben Wissenschaftler die Höhe und das Volumen von zwanzig Gletschern gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass sie in den Sommermonaten so stark schmelzen, dass sie keine Zeit haben, Verluste bei winterlichen Schneefällen auszugleichen.

So war die Schneedecke auf den Gletschern im April-Mai 2019 um 20-40% höher als gewöhnlich und erreichte im Juni an einigen Stellen sechs Meter. Doch das änderte sich nach zwei ausgedehnten Hitzewellen. In nur vier Wochen haben die Gletscher so viel Wasser freigesetzt, wie alle Einwohner des Landes in einem Jahr verbrauchen. Die dicke Schneeschicht verschwand schnell und das Schmelzen dauerte bis Anfang September.

„Damit sind in den letzten 12 Monaten rund zwei Prozent des Gesamtvolumens der Schweizer Gletscher verloren gegangen“, erklärten die Kommissionsmitglieder.

Der Bericht wurde nur einen Monat nach der bedingten «Beerdigung» des Pizolgletschers veröffentlicht. Etwa 250 Menschen marschierten in einem Trauermarsch am Hang des gleichnamigen Berges entlang, wo eine Gletschermesse stattfand.

Der Pizol ist einer von 500 Gletschern, die seit Anfang des 90. Jahrhunderts aus den Schweizer Alpen verschwunden sind. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat gezeigt, dass etwa XNUMX % der XNUMX verbleibenden alpinen Schneekappen bis zum Ende dieses Jahrhunderts vollständig schmelzen könnten, wenn die Treibhausgase nicht reduziert werden können.

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