Новый ‘мининевральный компьютер’ обнаружен в мозгу

Автор: | 2 марта, 2020

Нейробиологи обнаружили, что дендриты – подобные отделению прогнозы нейронов в мозгу – которые, как ранее думали, были пассивны, активно обработайте информацию. Открытие этого так называемого минимозгового компьютера могло обеспечить лучшее понимание неврологических расстройств.Нейробиологи из Университетского колледжа Лондона (UCL) в Великобритании и Университета Северной Каролины (UNC) в Чапел-Хилле сделали это открытие, недавно изданное в журнале Nature после лет исследования.«Внезапно, это – как будто вычислительная мощность мозга намного больше, чем мы первоначально думали», говорит Спенсер Смит, доцент из Медицинской школы UNC.

Команда отмечает, что предыдущее исследование продемонстрировало, что дендриты используют молекулы, поддерживающие электрические потенциалы действия в аксонах – нервных волокнах что прямой электрический пульс далеко от клеточного тела – чтобы создать сами электрические потенциалы действия.Однако было неясно, использует ли наша нормальная мозговая активность те потенциалы действия от дендритов.Нейробиологи нашли, что дендриты действительно активно обрабатывают нейронные входные сигналы самостоятельно, действуя как «мининевральные компьютеры».

Местная обработка в пределах дендритовЧтобы продемонстрировать это, две команды ученых по обе стороны от Атлантического океана провели ряд подробных экспериментов, охвативших годы.Пипетка, приложенная к дендриту в мозгу мыши, позволила исследователям измерять электрическую активность, такую как дендритный потенциал действия. Кредит: Любезность Спенсера Смита.

Путем приложения микроскопических стеклянных электродов пипетки к нейронному дендриту в мозгу мыши команда смогла «послушать» электрический сигнальный процесс.С начала в лаборатории ведущего автора Майкла Хоссера в UCL команда в UNC продолжала исследование путем записи электрических сигналов от дендритов в мозгах мышей, или не спавших или анестезированных.Затем в то время как мыши рассмотрели визуальные стимулы на экране, ученые наблюдали странную структуру электрических сигналов в дендритах.

В действительности они нашли, что в зависимости от визуального стимула рассматриваемые мыши, дендритные потенциалы действия «произошли выборочно», показав, что дендриты обрабатывали то, что рассматривало животное.Когда команда заполнила нейроны кальциевой краской, они смогли сделать запись визуальных доказательств дендритных потенциалов действия, показав, что дендриты запустили электрические потенциалы действия, в то время как другие части нейрона не сделали.Смит отмечает, что потенциалы действия следовали из местной обработки в пределах дендритов:«Все данные указали на то же заключение. Дендриты не являются пассивными интеграторами сенсорно стимулируемого ввода; они, кажется, вычислительная единица также».

Применения для неврологических расстройствИсследователи говорят, что их результаты исследования могли изменить способ, которым научное сообщество думает о том, как невральная схема работает в мозгу.«Предположите обратное проектирование части иностранной технологии», говорит Смит, «и что Вы думали, была простая проводка, оказывается, транзисторы, вычисляющие информацию. Это – то, на что походит это обнаружение.

Применения увлекательны думать о».Команда от UNC планирует сделать дальнейшее исследование того, что эта недавно обнаруженная роль дендритов могла бы играть в мозговой схеме, особенно в условиях, где интеграция дендритных сигналов может работать со сбоями.Спенсер Смит объяснил тому, как результаты исследования его команды могут помочь медицинскому сообществу лучше понять неврологические расстройства:«Чрезвычайно трудно развить лечение для неврологических расстройств как аутизм и шизофрении, потому что мы не понимаем, как здоровые функции мозга, уже не говоря о том, что идет не так, как надо при тех болезнях.

Таким образом основное исследование нейробиологии, как наше исследование, является существенным шагом на дальней дороге к новому лечению. Это – главная мотивация позади МОЗГОВОЙ Инициативы президента Обамы».

Он добавил, что, если другое будущее исследование «показывает, что некоторые болезни имеют дисфункциональный дендритный имеющий пики как компонент, тогда могло бы быть возможно развить лечение, потому что существует много препаратов, которые могут влиять на электрическую активность нейронов».

Добавить комментарий