Этот материал взят из источника в свободном доступе интернета. Вся грамматика источника сохранена.

Учёные открыли «мини-нейронный компьютер» в головном мозге

Относится к   «Список рецензий»

Считалось, что дендриты (ветвистые отростки нейрона) – это пассивные связующие головного мозга.  Теперь ученые из UniversityofNorthCarolina доказали, что дендриты делают больше, чем просто передают информацию от одного нейрона к другому. Они активно обрабатывают информацию, умножая вычислительные способности головного мозга.

 «И внезапно, выясняется, что обрабатывающие мощности мозга гораздо больше, чем мы первоначально думали,» - говорит SpencerSmith, PhD, ассистент профессора UNCSchoolofMedicine. Открытие его группы, опубликованное 27 октября в журнале Nature, может изменить мировоззрение учёных на незыблемые научные модели циркуляции нейронных связей, а также поможет исследователям лучше понять природу нейрогенных расстройств.

Аксоны расположены там, где нейрон генерирует наибольшую электрическую активность, но многие из молекул, поддерживающих электроактивность в аксонах присутствуют также и в дендритах.

Это - очень странно представление о том, что у нейрона есть место, где он генерирует наибольшую активность, учитывая сам механизм генерации, основанный на деполяризации всей его мембраны (которая есть - концентрационный гальванический элемент). И еще более странно, что есть некие молекулы, поддерживающие электроактивность в аксонах.

Ранее исследования на срезах головного мозга показывали, что  дендриты могу использовать эти молекулы для генерирования электрической активности самостоятельнодендриты и аксон - продолжение единой мембраны нейрона, а именно она и определяет в олюбом месте ее деполяризации начало активности. которая, как пород по бикфордов шнуру, распространяется на всю мембрану. Конечно, деполяризация может начаться в единственном дендрите, но затронет весь нейрон.

Например,  может ли эта электроактивность в дендритах быть связана со зрительными раздражителями?

Ответ, который даёт группа Смита – да. Дендриты эффективно действуют как мини-нейронные компьютеры, сами активно обрабатывая входные сигналы нейрона. Как это "сами"? Откуда такая уверенность в их компьютерной самодостаточности для этого? Вообще зачем здесь словао "компьютер"?

Прямое доказательство этого потребовало несколько лет исследований, и географически растянулось на два континента. Исследование началось в лаборатории MichaelHausserв Университетском колледже в Лондоне, а завершилось когда SmithиIkukoSmith, PhD, DVMучредили собственную лабораторию на базеUniversityofNorthCarolina.  При помощи микроэлектрода из стекла, заполненного физраствором, они подсоединились к дендритам нейронов в головном мозге мыши. Целью было «послушать» напрямую процесс электросигнала.

  «Прикрепить пипетку к дендриту – технически очень сложно,» - говорит Smith. «Ни с какого направления невозможно подойти именно  к дендриту. И ещё невозможно увидеть дендрит. Так что приходится действовать вслепую. Это как рыбачить, а видеть только след от проплывшей рыбы». И наживку не возьмёшь. «Приходится сначала действовать, а потом уже смотреть – попал ты в дендрит или нет, - продолжает Смит, - В большинстве случаев – нет».

 Чтобы облегчить себе задачу, Смит сконструировал двух-фотонный микроскоп. Это - очень круто! :)

Как только маркер соединялся с дендритом. Группа Смита проводила запись электроактивности отдельных дендритов головного мозга мыши, находящейся в сознании (с применением анестезии). Когда мышам включались визуальные раздражители на экране, исследователи отмечали необычную картину электрических сигналов: всплески электроактивности в дендритах. Затем было вычеслено, что активность возникает избирательно, в зависимости от визуальных раздражителей, т.е. типа на один дендрит сходится прямо таки множество рецепторных сигналов? О каком количестве синапсов на этом дендрите идет речь?.. что доказывает, что дендриты обрабатывали информацию о том, что конкретно видят мыши.

 Чтобы предоставить визуальное доказательство своему открытию, группа исследователей заполнила нейроны красителем кальция, что предоставило оптическую индикацию электровсплеска. Выяснилось, что дендриты проявляют активность в то время как другие части нейрона нет, это означает, что всплески – это результат локальной обработки информации внутри дендрита.

это - локальная недополяризация всей мембраны нейрона вследствие различий градиента деполяризующего потенциала на мембране: участок мембраны на одном из дендритов деполяридуется, но далее - притормаживаются влиянием других дендритов (и участков тела нейрона). Общего потенциала не хватает и волна деполяризации затухает. Только и всего. Да и вообще, какой смысл что-то детектировать на уровне одного дендрита, если дальше ничего не идет? Что делает с этим локальный дендрит?

 Соисследователь TiagoBranco, PhD, сконструировал биофизическую математическую модель нейрона и выявил, что известные механизмы действия могли бы стать объяснением пиков активности дендритов, если продолжить проверку интерпретации имеющихся данных.

 «Все данные приводят к одним и тем же выводам», - говорит Smith, - «Дендриты – это не пассивные интеграторы сенсорно-управляемого перевода импульсов, их можно назвать и вычислительными устройствами».

 Команда теперь готовится к исследовать, какую именно роль это новое открытие может играть в работе головного мозга, при, например таких синдромах как синдром Тимоти, при котором интеграция дендритных сигналов может иметь нарушения.

 Примечания: источник на англ яз: http://neurosciencenews.com/electrophysiology-dendrites-computing-power-547/

Очень похоже на носителей Ценной Идеи, мучающей уже столько лет. Ну и статьи-то нужно же публиковать.

 


Обсуждение Еще не было обсуждений.


Дата публикации: 2014-02-03

Оценить статью можно после того, как в обсуждении будет хотя бы одно сообщение.
Об авторе:
Этот материал взят из источника в свободном доступе интернета. Вся грамматика источника сохранена.



Тест: А не зомбируют ли меня?     Тест: Определение веса ненаучности

В предметном указателе: Безусловная вера | божестевенный акт творения | Виртуальные шаблоны понятий | Изучение личности | Коллекция: Мессии, провидцы и ... | Не изученное человеком | Непознаваемое | О мистике, ее сути и свойствах | Привлечение вдохновения | Развитие гениальности | Журнал Достижения науки, техни... | Новости науки и техники | Акимов Анатолий Евгеньевич,Сенсационные открытия | Научные открытия и творчество во сне | Открытие квантовых закономерностей | Открытие центра удовольствия по Олдсу Джеймсу и Питеру Милнеру | Открытия науки свидетельствуют о Боге | Сто великих научных открытий Самин Д.К. | Тверская епархия выступила против открытия центра Международной академии каббалы | Асимметрия мозга | Головной мозг | Мозг | Функции мозга | Аномалии развития головного мозга - причины, симптомы, диагностика и лечение | В Казахстане введут уголовную ответственность за врачебную ошибку | Управляющий мозг: Первый ряд оркестра - кора головного мозга. Элхонон Голдберг | «Выход из тела» — результат сбоя в работе височной области головного мозга | Вегетарианство уменьшает объем головного мозга. | Алгоритмы распознавания | Голографический принцип | Интеллектуальные механизмы | Магия мозга и лабиринты жизни ... | Механизмы памяти | Нейрофизиологические механизмы... | Организация памяти
Последняя из новостей: Обобщение исследований организации психики на 2018 год: Что люди узнали о мозге.

Ученые создали первый в мире искусственный организм с одной хромосомой
Вооруженные генетическим редактором CRISPR ученые сумели создать вполне жизнеспособный искусственный организм, геном которого состоит всего из одной хромосомы. Тем самым, как сообщает авторитетный журнал Nature, был установлен новый мировой рекорд.
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:11
Всего:452472

Авторские права сайта Fornit
Яндекс.Метрика