Защо учените сравняват човешкия мозък с компютър?

Учени са установили уникална форма на обмен на съобщения между клетките на човешкия мозък, която не е наблюдавана досега

Изумителното откритие намеква, че сивото ни вещество е може би много по-мощна изчислителна единица, отколкото предполагаме…

Германски и гръцки изследователи открили механизъм във външните клетки на кората на главния мозък, който самостоятелно генерира нов „градуиран” сигнал. Той дава на отделните неврони още един способ да изпълняват логическите си функции.

Учените измерили електрическата активност в срезове от тъкан, отстранена при операция на пациенти с епилепсия, и анализирали структурата й с помощта на флуоресцентна микроскопия. Невролозите установили, че отделни клетки в кората използват не само обикновени натриеви йони за работа, но и калций. Тази комбинация от положително заредени йони излъчва вълни под напрежение, които по-рано не са наблюдавани. Те са наречени опосредствани от калция потенциали на дендритното действие, или dCaAPs.

Мозъкът, особено човешкият, често е сравняван с компютър

И в двата случая се използва мощността на електрическото напрежение за изпълнение на различни операции. В компютрите това се осъществява под формата на прост поток от електрони през транзистори.

В невроните сигналът се намира под формата на вълни от отварящи се и затварящи се канали, които си обменят заредени частици, като натрий, хлорид и калий. Този импулс от протичащи йони се нарича потенциал на действие. Вместо транзистори невроните управляват тези съобщения по химически път в края на разклонения, наречени дендрити.

„Дендритите играят централна роля в изучаването на мозъка, защото те са в основата на това, което определя изчислителната мощ на отделните неврони”, казва невробиологът от Университета „Хум-болд” Матю Ларкъм. Дендритите имат функцията на своеобразни светофари в нашата нервна система. Ако потенциалът на действие е достатъчно голям, той може да бъде предаден на други нерви, които или да блокират, или да предадат съобщение.

Това е логическата основа на нашия мозък

  • пулсациите на напрежение, които могат да се предават в две форми: или съобщение И (ако се инициират х и у, съобщението се предава), или съобщение ИЛИ (ако сработи х или у, съобщението се предава).

Може би никъде това не е по-сложно, отколкото в плътния, набразден външен отдел на централната нервна система на човека – кората на главния мозък. По-дълбоките втори и трети слой са запълнени с разклонения, които изпълняват функции от висок порядък, свързвани с усещанията, мисълта и управлението на движенията.

Изследователите внимателно изучили тъканите в тези слоеве, като включили клетки към устройство, наречено соматодендритен пластир, за изпращането на активни потенциали нагоре и надолу по всеки неврон, като записвали тези сигнали. „Имаше момент, когато за първи път видяхме потенциалите на дендритното действие”, споделя Матю Ларкъм.

За да се гарантира, че установените открития не са уникални и характерни единствено за хората с епилепсия, те два пъти проверили резултатите в образци, взети от тумори на главен мозък.

Докато екипът провеждал експерименти с плъхове, видовете сигнали, които те наблюдавали, преминаващи през клетките на човека, били много различни. Още по-важно е, че когато блокирали натриевите канали, те все още откривали сигнал. Едва когато се блокира калцият, всички клетки замлъкват.

Да се открие потенциал на действие, опосредстван с калций, е доста интересно. Но моделирането на работата на този чувствителен тип сигнал в кората води до неочаквани резултати. В допълнение към логическите функции И и ИЛИ тези отделни неврони могат да действат като „изключващи” пресечни точки, които пропускат сигнала само когато другият сигнал се оцени по определен начин…

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Как да повишите грамотността на детето от 1-ви до 3-ти клас?

Ето как да се справите със съпруг, който обича да отлага!