В человеческом мозге обнаружен «мининейронный компьютер»
Неврологи узнали, что дендриты – ветвящиеся отростки нейронов в мозгу, ранее считавшиеся пассивными – активно обрабатывают информацию. Открытие так называемого миникомпьютера мозга может помочь ученым в понимании природы неврологических расстройств.
Врачи из Лондонского университета (UCL) и Университета Северной Каролины опубликовали результаты своего исследования, проводившегося годами, в журнале Nature.
Неожиданно оказалось, что вычислительная мощь человеческого мозга гораздо больше, чем мы предполагали», — говорит Спенсер Смит, профессор Медицинской школы UNC.
Ученые отмечают, что предыдущие исследования доказали тот факт, что в дендритах есть молекулы, передающие электрический заряд в аксоны (нервные волокна, которые перенаправляют электроимпульсы из клеток) для создания собственного заряда.
Однако было неясно, как эти заряды использовались в мозговой активности. Неврологи обнаружили, что дендриты сами по себе могут обрабатывать нейронные сигналы как «мининейронные компьютера».
Обработка информации в дендритах
Для демонстрации 2 группы ученых с обеих сторон Атлантического океана годами проводили ряд подробных экспериментов.
Присоединив микроскопические электроды к нейронному дендриту мозга мыши, команда исследователей смогла «услышать» электрическую сигнализацию процесса.
После начала эксперимента в лаборатории UCL исследование продолжила команда из UNC – ученые записывали электрические сигналы, поступившие из дендритов мозга мышей, которые бодрствовали или находились под анестезией.
В момент когда мыши получали визуальную стимуляцию, ученые выявили в поступающих сигналах странную закономерность.
Оказалось, что при визуальной стимуляции дендриты работают «весьма избирательно», а значит, они обрабатывали то, что видели животные.
Когда исследователи заполнили нейроны кальциевым красителем, то смогли визуально засвидетельствовать работу дендритов, в то время как другие части нейронов не проводили электрические импульсы.
Смит отмечает, что импульсы образовываются впоследствии внутренней обработки в дендритах:
[quote]Все данные ведут к одному. Дендриты – не пассивные интеграторы входящих сенсорных сигналов, скорее они являются вычислительными единицами.[/quote]
Последствия исследования на изучение неврологических расстройств
Ученые говорят, что их открытие может изменить понятие о механизме нейронной работы мозга.
«Представьте, что вы занимаетесь обратной разработкой чужой технологии», — говорит Смит. «И то, что вы считали простой проводкой, на деле оказалось транзистором. Вот на что похоже наше открытие. Его последствия обещают быть захватывающими»
Команда из UNC планирует продолжить исследование и узнать, какую именно роль играет работа дендритов в активности мозга, особенно в условиях неисправной интеграции электрических сигналов.
Спенсер Смит объяснил Medical News Today, как открытие его команды может помочь медикам в понимании неврологических расстройств:
[quote]Для таких заболеваний, как аутизм и шизофрения, крайне сложно подобрать лечение из-за того, что мы не понимаем, как работает здоровый мозг, не говоря уже про пораженный. Таким образом, подобные неврологические исследования делают заметный шаг вперед в поиске новых способов лечения.[/quote]
Он добавил, что если дальнейшее исследование «покажет, что некоторые болезни вызываются дисфункцией дендритов, то их лечение станет возможным, поскольку существует много лекарств, воздействующих на электрическую активность нейронов».
