Dendritai pradeda revoliuciją

Jau daugelį metų, neurologija naudojo skirtingus įrankiai, skirti „klausytis“ neuronų pokalbiams. Panašiai, kaip lingvistai iššifruoti nežinomą kalbą, mokslininkai stengiasi iššifruoti nervų šaudymo modelius, siekdami išsiaiškinti smegenų gramatiką. Šiais bandymais atrodo, kad gimė naujos žvaigždės: dendritai.

Atrodo, kad naujausi tyrimai rodo, kad neurologija, vertindama mūsų smegenų gebėjimą, tik įbrėžė paviršių. UCLA universitetas atrado paslėptą neuronų ryšio sluoksnį per dendritus. Tai reiškia, kad smegenų talpa gali būti iki 100 kartų didesnė nei manoma.

Šis atradimas gali žymiai pakeisti tradicinio neurologijos pamatus. Iki prieš kelis mėnesius neurologijos pagrindai buvo paremti įsitikinimu, kad dendritai buvo kažkas panašaus į pasyvųjį laidą, per kurį elektriniai signalai buvo perduoti neuroniniam kūnui, soma. Tačiau šis tyrimas parodė, kad dendritai yra daug daugiau nei pasyvūs vairuotojai. Dendritai generuoja savo elektros signalus, smailėse penkis kartus didesnius ir dažnesnius kad smailės, kilusios iš neuronų branduolių.

Ką reiškia šis atradimas?

Mes kalbame apie labai radikalius pokyčius, žinant, kad neurologija turi apie smegenų funkcionavimą. Be kitų dalykų, įmanoma, kad mokymosi procesai vyksta dendritų lygiu ir ne neuronų soma.

Tradicinė neurologija teigė, kad ląstelių kūnų skleidžiami elektros signalai yra mūsų kognityvinių gebėjimų pagrindas. Dabar žinome, kad dendritai neturi pasyvios funkcijos ir kad jie taip pat skleidžia savo elektros signalus.

Jei tai jau nenuostabu, mokslininkai nustatė, kad dendritai taip pat yra protingi. Jie sugeba prisitaikyti savo elektrinį šūvį laikui bėgant. Toks plastiškumas buvo pastebėtas tik iki šiol neuronų organuose. Tai rodo, kad dendritai galėtų išmokti patys.

Kadangi dendritai yra daug aktyvesni nei ląstelių kūnas, tai galime pradėti intuituoti daug informacijos, sukurtos neurone, atliekama dendrito lygiu, nepranešant apie ląstelių kūną. Tai reiškia, kad dendritai gali veikti kaip skaičiavimo vienetas ir apdoroti jų informaciją. Nepriklausomybė, kuri prieš keletą mėnesių nebuvo įtariama.

„Tai, kaip staiga atranda, kad kabeliai, vedantys į kompiuterio procesorių, taip pat gali apdoroti informaciją, visiškai ekstravagantiškus ir šiek tiek prieštaringus“.

-Dr. Mayank R. Mehta, tyrimų direktorius-

Smegenų gebėjimas: tyrimai

Dr. Mayank R. Mehta tyrimo grupė sukūrė sistemą, leidžiančią įdėti elektrodus prie žiurkių dendritų. Ši sistema leidžia fiksuoti gyvūno elektros signalus tuo metu, kai esate pabudęs ir vykdote kasdienę veiklą, taip pat miego metu. Tokiu būdu jie galėjo išgirsti keturias dienas iš eilės į dendritų elektrinį aktyvumą ir perduoti jį gyvai į kompiuterius.

Elektrodai buvo implantuoti į smegenų sritį, susijusią su judesių planavimu, užpakaliniu parietiniu žieve. Tai, ką jie sugebėjo užfiksuoti, buvo tai, kad miego metu elektriniai signalai atrodė kaip nereguliarios bangos, ir su kiekvienu iš jų buvo pažymėta smailė.

Aš turiu galvoje, žiurkės miegojo, dendritai kalbėjosi tarpusavyje, ir jie tai padarė elektriniu šūviu iki penkių kartų greičiau nei tie, kurie kilo iš ląstelių. Per prabudimo laiką šaudymo greitis buvo padaugintas iš dešimties.

Dendritai: čia ir dabar matuoja

Kitas šokiruojantis atradimas šio tyrimo metu buvo rastas dendritų skleidžiamo signalo tipu. Dendritų elektriniai signalai gali būti skaitmeniniai, tačiau jie taip pat parodė didelius svyravimus, beveik dvigubai didesnius už patį stuburą. Toks plataus asortimento svyravimas rodo, kad dendritas taip pat parodė analoginę skaičiavimo veiklą. Kažkas, kuris anksčiau nebuvo pastebėtas jokiame neuronų aktyvumo modelyje.

Atrodo, kad šio tipo dendrito emisijos yra susijusios su laiku ir erdve. Stebint žiurkes, veikiančias labirintu, buvo išskirti dviejų tipų signalai. Vienas iš smailių iš ląstelių kūno kaip elgesio laukimas. Šiuo atveju tai buvo prieš pasukant kampą. Nors dendritai davė savo skaičiavimo signalus, kaip ir gyvūnas pasuko kampą.

Atrodo, kad neurologija nepakankamai įvertina smegenų skaičiavimo galią. Tik iš tūrio perspektyvos ir dėl to, kad dendritai yra 100 kartų didesni už somą, galime manyti, kad smegenys iš tiesų turi šimtą kartų daugiau perdirbimo pajėgumų, nei buvo manoma. Atrodo, kad neuronas nebebus pagrindinis smegenų skaičiavimo vienetas, perėmęs dendritus.

Neuronas rosa mosqueta, nauja neuronų klasė Nežinoma daug apie neuronus rosa mosqueta, bet dabar šis atradimas kelia klausimų, kaip įdomu, kaip žmogaus evoliucija.