Класичне уявлення про роботу нейронів мозку виявилося помилковим
Source:
Людський мозок містить близько 86 мільярдів нейронів. Кожен з цих нейронів з'єднується з іншими клітинами, утворюючи трильйони сполук. Місце контакту двох нейронів або нейрона і одержує сигнал клітини називають синапсом. Через ці синапси здійснюється передача нервового імпульсу.
Науці все це було відомо вже давно. Вчені більше ста років тому з'ясували, що кожен нейрон працює як централізований порушуваний елемент. Всередині нього спочатку накопичуються вхідні електричні сигнали, а потім, коли ті досягають певної межі, нейрон генерує і надсилає короткий електричний імпульс в численні відгалуження – дендрити. На їх кінцях розташовані мембранні вирости – шипики. З цих шипиків і відправляється імпульс. Коли шипики одного нейрона з'єднуються з шипиками іншого, формується синапс. Але це лише одна з різновидів контакту. Синапси також утворюються при контакті самих дендритів, а також тіл нейронів.
проте нове дослідження, проведене ізраїльськими фахівцями з Університету імені Бар-Ілан й опубліковане науковим журналом Scientific Reports, розвінчує класичні уявлення про роботу нейронів.
Ще в 1907 році французький невролог Луї Лапик запропонував модель, згідно з якою напруга в дендритних шипиках нейронів збільшується по мірі накопичення електричних сигналів. При досягненні певного максимуму, нейрон відповідає сплеском активності, після чого напруга скидається. Це також означало, що якщо нейрон ще не «зібрав» досить сильний електричний сигнал, то він не буде відправляти імпульс.
Наступні сто років нейробіологи вивчали клітини мозку, базуючись на цій моделі. Проте в рамках нових типів експериментів вчені довели, що Лапик помилявся.
Стара схема роботи нейронів як сукупної збудливою одиниці (ліве зображення) і нова – з чутливістю справа, зліва і знизу (праве зображення)
Дослідники виявили, що кожен нейрон функціонує не як сукупність збудливих елементів. Насправді його дендритні відростки можуть діяти по-різному. Грубо кажучи, «лівий» і «правий» дендрити не чекають накопичення сигналів, щоб підсумувати їх і генерувати імпульс. Навпаки, кожен з них «працює» у своєму напрямку, створюючи абсолютно різні імпульси.
«Ми прийшли до такого висновку, використовуючи нову експериментальну установку, але, в принципі, ці результати могли бути виявлені за допомогою технологій, що існували ще з 1980-х років. Віра в наукові відкриття столітньої давності призвела до цієї затримки», — коментує керівник роботи професор Ідо Кантер.
Дослідники вирішили вивчати природу самого нейронного імпульсу – сплески електричної активності. В рамках одного експерименту на нейрон з різних сторін застосовувався електричний струм, а в іншому експерименті вчені використовували ефект множинних вхідних сигналів.
Отримані результати вказують на те, що напрямок прийнятого сигналу може істотно вплинути на реакцію нейрона. Наприклад, слабкий сигнал «зліва» і такий же слабкий сигнал «праворуч» нейрон не додає і не висловлюється імпульсом. Проте якщо з однією з сторін надійде більш потужний сигнал, то навіть він один може запустити реакцію нейрона.
На думку Кантера, необхідно відмовитися від традиційних уявлень і заново вивчити функціональні можливості клітин мозку. В першу чергу це вкрай важливо для розуміння природи нейродегенеративних захворювань. Можливо, нейрони, які не здатні диференціювати «ліво» і «право», можуть стати відправною точкою для виявлення походження цих хвороб.
Нові експерименти також поставили під сумнів метод «сортування шипиків», що використовується сотнями наукових груп по всьому світу. Метод допомагає вимірювати активність відразу безлічі нейронів, але, як і інші, ґрунтується на припущеннях, які, можливо, незабаром будуть офіційно визнані застарілими.
Однак першочергове завдання для нейробіологів полягала в тому, щоб зрозуміти, як нейрони «сортують» вхідні сигнали і на основі цього формують свій «відгук». Крім того, автори зазначають, що вони проводили експерименти лише з одним типом нервових клітин – пірамідальними нейронами. Хоча вони бувають також грушоподібними, зірчастими, зернистими, неправильними і веретеновидними.
Крім медичних застосувань, відкриття може нести велику користь для сфери створення більш досконалих штучних нейромереж, кажуть вчені.
Більше:
Венера має газ, вироблений мікробами. Вчені знайшли іноземців?
Був припущення, що може бути життя на Венери Протягом багатьох років вчені шукають життя на Марсі. Але хто знає, може вони там не дивляться? У 2017 році дослідники з США та Великобританії почали шукати ознаки життя на Венері, яка є другою за величино...
Чи може мелатонін допомогти лікувати коронавірус?
Деякі лікарі вважають, що гормон сну допомагає при коронавірусі Схоже, що в переліку потенційних методів лікування COVID-19, які дослідники запропонували протягом декількох місяців пандемії, ще одне поповнення: мелатонін. Лікар в Техасі каже, що він ...
Що таке "гормон любові" і хто його не вистачає?
Окситоцин - гормон любові Людське тіло виробляє величезну різноманітність гормонів, кожен з яких виконує своє завдання. Наприклад, багато відомих ендорфінів приносять людям відчуття радості, а надлишок кортизолу сигналізує про стресовий стан людини. ...
Новини
Мисливець за прибульцями скептично поставився до останніх «одкровень» Пентагону
минулого тижня видавництва The New York Times і Politico опублікували статті, в яких повідомлялося про те, що американський уряд протягом кількох років вело фінансування програм, спрямованих на вивчення . Завданням «Просунутої про...
Для людей з хворобою Паркінсона розробили «лазерну взуття»
Сучасні технології досить часто приходять на виручку людям, особливо якщо це стосується поліпшення людей з різними невиліковними захворюваннями. Такими, наприклад, як . Словосполучення «лазерна взуття», можливо, і звучить трохи бе...
Наш мозок здатний створювати помилкові спогади, але це не завжди погано
Ви ніколи не потрапляли в ситуацію, коли разом з ким-то ставали свідком якоїсь події, але чомусь по-різному потім згадували, що сталося? Здавалося б, ви були поруч, бачили одне і те ж, але чомусь маєте різні спогади про подію. Нас...
Вчені заявляють про відкриття гена поганого запаху з рота
Поганий запах з рота не завжди пов'язане з недотриманням гігієни ротової порожнини. Вчені кажуть, що приблизно у 0,5 до 3 відсотків людей причиною поганого запаху є інші джерела. Наприклад, поганий запах зустрічається при запаленн...
Оумуамуа не є космічним кораблем, але у нього коли-то могли бути «пасажири»
В минулу середу вчені проекту Breakthrough Listen спрямували погляд параболічного радіотелескопа Грін-Бенк Національної радіоастрономічної обсерваторії в бік Оумуамуа — загадкового довгастого космічного об'єкта, за фактом є ...
Випробувачі Virgin Hyperloop One розігнали капсулу до 387 км/год
Команда випробувачів Virgin Hyperloop One знову встановила рекорд — в ході недавніх тестів, які пройшли на полігоні DevLoop поблизу Лас-Вегаса, їм вдалося розігнати капсулу до швидкості в 387 кілометрів на годину. Всередин...
Понаїхали тут! Марс, виявляється, не близький сусід Землі
Міжнародна група вчених змогла з'ясувати причини глибоких відмінностей в складі Землі і Марса. Справа в тому, що Червона планета не завжди перебувала там, де вона розташована, а значно далі від нашої планети – в Головному поясі ас...
Японські вчені створили «неубиваемое» скло
Мабуть, однією з найбільш поширених поломок, пов'язаних зі смартфонами, є тріснутий в результаті сильного удару або падіння екран. Інженери довгі роки намагаються вирішити цю проблему, розробляючи все нові і нові захисні покриття ...
Британські медики випробували нові ліки від гемофілії
Гемофілія — вкрай небезпечне захворювання, пов'язане з порушенням процесів згортання крові. При гемофілії кровотеча у людини не зупиняється навіть при незначних травмах. На даний момент хвороба вважається невиліковною, але п...
Хоча гени впливають на інтелект, ми не можемо удосконалити розум
«Для початку дозвольте мені розповісти вам, наскільки я розумний. Ось настільки. У п'ятому класі вчитель математики сказав, що я тямущий в математиці і, озираючись назад, я повинен визнати, що вона була права. Я можу сказати вам, ...
Intel пропонує спосіб розшифровки ДНК з допомогою майнінгу
Корпорація Intel повідомляє, що нещодавно отримала патент на технологію використання потужностей майнінг-обладнання для обробки генетичних даних. Автори ідеї Тижнів Сміт і Раджеш Пурнахандран в пояснювальній записці описують майни...
ІІ Goolge починає знаходити заховані скарби в даних телескопа «Кеплер»
Завдяки використанню нейронної мережі Google аерокосмічне агентство NASA відкрив восьму планету в, здавалося б, вже вивченій системі солнцеподобной зірки Kepler-90, розташованої в 2545 світлових роках від нас. Знайти «потеряшку» в...
Марсохід «Оппортьюніті» пережив вже восьму зиму на Червоній планеті
Початкове розрахунковий час роботи що висадився на Червону планету 25 січня 2004 року марсохода «Оппортьюніті» становило близько 90 земних діб. Однак малюк-робот перевершив всі очікування і працює на Марсі ось вже 13 років і 231 д...
Вчені створили металеве покриття, знищує бактерії
Команда дослідників з Технологічного інституту Джорджії з допомогою процесу електрохімічного травлення створила на поверхні сплаву з нержавіючої сталі наноструктуроване покриття (текстура з крихітних виступаючих шипів), вбиває бак...
Google заснувала в Китаї лабораторію з досліджень в області ШІ
Корпорація оголосила про те, що відкриває в Пекіні центр досліджень в галузі штучного інтелекту. Чутки про це ходили в Мережі досить довгий час і ось, нарешті, вони знайшли офіційне підтвердження. Керівництво компанії впевнене, що...
Виявлені гени, відповідальні за розвиток атеросклерозу
Факторами ризику розвитку атеросклерозу, як відомо, є неправильне харчування, порушення цілісності судинної стінки, зміна концентрації ліпопротеїдів і так далі. Однак російські дослідники зуміли виявити ще і генетичні фактори, від...
А чи не засланий козачок? Астрономи вирішили перевірити астероїд на штучну природу
Зовсім недавно, в жовтні, нашу Сонячну систему вперше відвідав міжзоряний, космічний об'єкт. Тіло, що отримало назву Оумуамуа (що з гавайського означає «посланець»), привернув увагу астрономів і ентузіастів космосу з усього світу....
Виробництво штучного м'яса збільшується в 3 рази
На сторінках нашого сайту ми вже про компанії, яка займається створенням штучного м'яса. Однак у світі існує чимало подібних фірм, конкуруючих один з одним на цьому ринку, який динамічно розвивається. І одна з них, Beyond Meat, зн...
Як саме ШІ приймає рішення? Вчені перестали це розуміти
Виступаючі на конференції Neural Information Processing Systems спеціалісти в галузі штучного інтелекту заявили, що перестали розуміти принцип прийняття рішень, якими керується ІІ, — повідомляє Quartz. На думку експертів, пр...
Штучний інтелект і Джеффрі Хінтон: батько «глибокого навчання»
Штучний інтелект. Скільки про нього сказано, а ми навіть і говорити ще толком не починали. Майже все, що ви чуєте про прогрес штучного інтелекту, засноване на прорив, якого тридцять років. Збереження темпів прогресу потребує обход...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!