Описан механизм коммуникации нервных клеток головного мозга

Результаты исследования, проведенного группой американских специалистов из Солковского института, позволяют утверждать о том, что десятки нейронов в головном мозге каждый раз объединяются для коллективной работы, чтобы их «услышали» соседние нервные клетки. В процессе своей работы эксперты использовали теорию инженерного дела, что позволило им понять принципы взаимодействия нервных клеток.

В ходе исследования, о котором здесь идет речь, ученые построили математическую модель работы так называемых «звездчатых клеток» головного мозга, которые управляют большей частью активности всего головного мозга. Указанные клетки имеют звездчатую форму и при этом обладают примерно 6000 контактами с другими нервными клетками. Кроме того, «звездчатые клетки» взаимодействуют и с нейронами таламуса — особого отдела головного мозга куда стекаются потоки информации от всех органов чувств. Вся эта информация перерабатывается таламусом, после чего передается дальше через звездчатые клетки всем остальным отделам головного мозга.

Как сообщает на своих страницах интернет-портал medlinks.ru, результаты исследования показали, что на самом деле на «звездчатые клетки» со стороны нейронов таламуса приходит не более 5% сигналов. Заинтересовавшись, каким образом указанные 5% могут оказывать такое значительное воздействие на мозг, ученые проанализировали собранный объем информации с помощью специально созданной математической модели. Как оказалось, критичным здесь является отнюдь не общее количество сигналов, а количество сигналов, приходящих в звездчатый нейрон в один и тот же момент времени.

Оказалось, что нейронам таламуса требуется объединиться в одну группу из нескольких десятков клеток, которые должны послать свои сигналы в звездчатые нейроны в один и тот же момент времени. В то же время для точного распознавания такого сигнала необходима синхронная работа всего 30 синапсов «звездчатых клеток» из имеющихся 6000.

Авторы работы отметили, что в ходе дальнейших исследований им, возможно, удастся расшифровать «послания» всех отделов головного мозга. Такая информация может быть использована как для изучения и лечения психических расстройств у людей, так и для разработки новых принципов коммуникации электронных вычислительных систем.

Далее по теме: