Мини-нейрокомпьютер
Нейроученые из Университетского Колледжа Лондона (University College London - UCL) и из Университета Северной Каролины (University of North Caroline - UNC) сделали открытие, которое было опубликовано в журнале Nature после годов исследований.
"Внезапно выяснилось, что способность мозга к обработке информации намного выше, чем мы предполагали" - рассказывает ассистент профессора Университета Северной Каролины, Спенсер Смит.
Ученые отмечают, что предыдущие исследования демонстрировали способность дендритов использовать молекулярные структуры, поддерживающие электрические спайки в аксонах - редко ветвящихся отростках нейрона, которые "отводят" электрические импульсы от клеток.
Но было неясно в каких случаях мозг в режиме нормальной активности использует эти спайки дендритов. Группа ученых выяснила, что дендриты самостоятельно обрабатывают входящий сигнал нейронов, выступая в роли мини-компьютера.
Для демонстрации этого факта ученые по обе стороны океана провели серию детализированных экспериментов, которая растянулась на несколько лет.
Путем присоединения к нейронному дендриту мыши микроскопического электрода стало возможным "прослушивание" электрического сигнала.
В дальнейшем сигналы прослушивались и записывались в двух разных состояниях: бодрствование и анестезия. При наблюдении за реакцией мыши на визуальные сигналы была отмечена странная форма электрических сигналов в дендритах.
В результате была обнаружена зависимость выборочного проявления спайков в дендритах от визуального стимула, которая демонстрирует то, что дендриты проявляли активность во время опыта.
После маркировки нейронов кальцинированным красителем стало возможным записать визуальное подтверждение активности дендритов, доказывающей, что они формируют спайки в то время, когда остальные части - нет.
По итогам серии экспериментов можно сделать однозначный вывод, что дендриты - это не просто пассивные участники процесса обмена информацией. На самом деле это полноценная вычислительная единица.
В настоящее время очень трудно создать реально работающее средство лечения таких заболеваний, как аутизм и шизофрения, потому что мы не понимаем, как функционирует даже здоровый мозг. Подобные основополагающие исследования в области устройства мозга являются первыми шагами по дороге к новым методам лечения.
По материалам: www.MedicalNewsToday.com
