В человеческом мозгу был обнаружен невиданный ранее тип сигнала

Ученые открыли уникальную форму передачи клеточных сообщений, происходящую в человеческом мозге, которую раньше никогда не видели. Интересно, что это открытие намекает на то, что наш мозг может быть более мощной вычислительной единицей, чем мы думали.

В начале прошлого года исследователи из институтов Германии и Греции сообщили о механизме во внешних корковых клетках мозга, который сам по себе производит новый «градиентный» сигнал, который может дать отдельным нейронам другой способ выполнения своих логических функций.

Измеряя электрическую активность участков ткани, удаленных во время операции у пациентов с эпилепсией, и анализируя их структуру с помощью флуоресцентной микроскопии, неврологи обнаружили, что отдельные клетки коры головного мозга используют для «выстрела» не только обычные ионы натрия, но и кальций.

Эта комбинация положительно заряженных ионов высвобождает ранее невидимые волны напряжения, называемые опосредованными кальцием дендритными потенциалами действия, или dCaAP.

Мозги – особенно человеческие – часто сравнивают с компьютерами. Эта аналогия имеет свои ограничения, но на некоторых уровнях они выполняют задачи аналогичным образом.

Оба они используют силу электрического потенциала для выполнения различных операций. В компьютерах это происходит в виде довольно простого потока электронов через переходы, называемые транзисторами.

В нейронах сигнал имеет форму волны открытия и закрытия каналов, которые обмениваются заряженными частицами, такими как натрий, хлорид и калий. Этот импульс протекающих ионов называется Рабочий потенциал.

Вместо транзисторов нейроны передают эти сообщения химически на концах ветвей, называемых дендритами.

Дендриты имеют фундаментальное значение для понимания мозга, потому что они являются ядром того, что определяет вычислительную мощность отдельных нейронов. Мэтью Ларкомб сказал Уолтеру Беквиту в Американской ассоциации развития науки в январе 2020 года.

Дендриты – это светофоры нашей нервной системы. Если потенциал действия достаточно велик, он может передаваться другим нервам, которые могут либо блокировать, либо передавать сообщение.

Это и есть причины для нашего мозга – пульсации напряжения, которые могут передаваться в двух формах: либо И сообщение (если x И y срабатывает, сообщение передано); или или же сообщение (если x или же y запускается, сообщение передано).

Ничего нельзя сказать сложнее, чем плотная морщинистая внешняя часть центральной нервной системы человека; кора головного мозга. Второй и третий глубокие слои особенно толстые, они заполнены ветвями, которые выполняют высокоуровневые функции, которые мы связываем с ощущениями, мыслями и моторным контролем.

Исследователи внимательно изучили ткани этих слоев, прикрепляя клетки к устройству, называемому синапсом соматических нейронов, чтобы посылать энергетические потенциалы вверх и вниз по каждому нейрону, записывая их сигналы.

«Был момент« эврики », когда мы впервые увидели потенциал дендритного действия», Ларком сказал.

Чтобы убедиться, что какие-либо выводы не были уникальными для людей с эпилепсией, они проанализировали свои выводы на нескольких образцах опухолей головного мозга.

Пока команда проводила аналогичные эксперименты на мышах, типы сигналов, которые они наблюдали, проходя через клетки человека, были очень разными.

Важно отметить, что когда они вводили в клетки блокатор натриевых каналов, называемый тетродотоксином, они все же обнаружили сигнал. Просто заблокировав кальций, все успокоились.

Достаточно интересно найти потенциал действия, опосредованный кальцием. Но моделирование того, как этот чувствительный новый тип сигнала работает в коре головного мозга, обнаружило сюрприз.

Помимо логики И И или жеПо типу функций эти отдельные нейроны могут функционировать ‘эксклюзивный’ или же (XOR) пересечения, который разрешает сигнал только тогда, когда другой сигнал определенным образом классифицируется.

“Традиционно XOR Считается, что для этого процесса требуется сетевое решение “, Исследователи написали كتب.

Требуется дополнительная работа, чтобы выяснить, как dCaAP ведут себя в целых нейронах и в живой системе. Не говоря уже о том, было ли это что-то человеческое или аналогичные механизмы развились где-то еще в животном мире.

Технологии также обращаются к нашей нервной системе в поисках вдохновения для разработки более совершенных устройств; Знание того, что у наших отдельных ячеек есть еще несколько уловок в рукавах, может привести к новым способам объединения транзисторов в сеть.

Как этот новый логический инструмент преобразуется в одном нейроне в высшие функции – это вопрос, на который предстоит ответить будущим исследователям.

Это исследование было опубликовано в Наука.

Версия этой статьи была первоначально опубликована в январе 2020 года.

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply

https://www.mygamenews.ru/