Dendriti sú začiatkom revolúcie

Po mnoho rokov, neurovedy sa používajú rôzne nástroje, ktoré sa pokúšajú „počúvať“ neurónové konverzácie. Podobne ako ludisti dešifrujú neznámy jazyk, vedci sa snažia dekódovať vzory nervových pálení, aby sa pokúsili zistiť gramatiku mozgu. V týchto pokusoch sa zdá, že sa zrodili nové hviezdy: dendriti.

Zdá sa, že najnovší výskum ukazuje, že neuroveda, pokiaľ ide o odhad kapacity nášho mozgu, len poškrabáva povrch.. Univerzita UCLA objavila skrytú vrstvu neuronálnej komunikácie prostredníctvom dendritov. To znamená, že kapacita mozgu môže byť až stokrát vyššia, ako sa pôvodne predpokladalo.

Tento objav môže významne zmeniť základy konvenčnej neurovedy. Až pred niekoľkými mesiacmi boli základy neurovedy podporované vierou, že dendriti sú niečo ako pasívne vedenie, ktoré prenáša elektrické signály do nervového tela, soma. Tento výskum však ukázal, že dendrity sú oveľa viac než len pasívne ovládače. Dendrity generujú svoje elektrické signály, v špičkách päťkrát väčšie a častejšie že vrcholy pochádzajú z jadier neurónov.

Čo znamená tento objav?

Hovoríme o veľmi radikálnej zmene vedomostí, že neuroveda má o fungovaní mozgu. Okrem iného, je možné, že proces učenia prebieha na úrovni dendritov a nie v soma neurónov.

Konvenčné neurovedy tvrdili, že elektrické signály emitované bunkami tela sú základom našich kognitívnych schopností. Teraz vieme, že dendriti nemajú pasívnu funkciu a že vydávajú aj svoje vlastné elektrické signály.

Ak to už nie je prekvapujúce, vedci zistili, že dendrity sú tiež šikovné. Sú schopní prispôsobiť svoj elektrický výstrel v priebehu času. Tento typ plasticity bol pozorovaný len v neuronálnych telách. To naznačuje, že dendriti sa môžu učiť sami.

Pretože dendrity sú oveľa aktívnejšie ako bunkové telo, môžeme to začať intuitívne veľa informácií generovaných v neuróne sa vytvára na úrovni dendritu bez toho, aby informovalo telo bunky. To znamená, že dendriti môžu pôsobiť ako výpočtová jednotka a spracovávať ich informácie. Nezávislosť, ktorá pred niekoľkými mesiacmi nebola ani podozrivá.

"Je to ako náhle zistenie, že káble, ktoré vedú k CPU vášho počítača, môžu tiež spracovávať informácie, úplne extravagantné a trochu kontroverzné".

-Mayank R. Mehta, riaditeľ výskumu-

Schopnosť mozgu: výskum

Výskumný tím Dr. Mayank R. Mehta navrhol systém, ktorý umožňuje umiestnenie elektród v blízkosti krysích dendritov. Tento systém vám umožňuje zachytiť elektrické signály zo zvieraťa v čase, keď ste hore a vykonávať svoje každodenné činnosti, ako aj počas spánku. Týmto spôsobom boli schopní počúvať štyri dni v rade k elektrickej aktivite dendritov a prenášať ich do počítačov.

Elektródy boli implantované v oblasti mozgu spojené s plánovaním pohybov, zadného parietálneho kortexu. To, čo sa im podarilo zachytiť, bolo v období spánku elektrické signály vyzerali ako nepravidelné vlny a každý z nich poukázal na vrchol.

Myslím tým, kým krysy spali, dendriti si rozprávali medzi sebou, a robili to v elektrických záberoch až päťkrát rýchlejších ako tie, ktoré vznikli v bunkových telách. Počas prebúdzania sa rýchlosť streľby násobila desiatimi.

Dendriti: meradlá tu a teraz

Ďalším šokujúcim objavom počas tohto vyšetrovania bol typ signálu emitovaného dendritmi. Elektrické signály dendritov by mohli byť digitálne, ale tiež vykazovali veľké výkyvy, takmer dvojnásobne väčšie ako samotné ostne. Tento typ kolísania širokého rozsahu to ukazuje dendrit tiež vykazoval analógovú výpočtovú aktivitu. Niečo, čo nebolo predtým pozorované v žiadnom modeli neuronálnej aktivity.

Zdá sa, že tento typ emisií dendritov súvisí s časom a priestorom. Pri pozorovaní chovania potkanov v labyrintu sa rozlišovali dva typy signálov. Jeden vo forme vrcholov z bunkového tela ako očakávanie správania. V tomto prípade to bolo pred otočením rohu. Kým dendriti vydávali svoje výpočtové signály práve tak, ako zviera otočilo roh.

Zdá sa, že neuroveda podceňuje výpočtovú silu mozgu. Len z pohľadu objemu a preto, že dendrity sú 100 krát väčšie ako soma, môžeme predpokladať, že mozog má v skutočnosti stokrát väčšiu spracovateľskú kapacitu, než sa predpokladalo. Zdá sa, že neurón už nebude základnou výpočtovou jednotkou mozgu, ktorá by prevzala dendrity.

Neuronas rosa mosqueta, nová trieda neurónov O neurónoch rosa mosqueta sa zatiaľ veľa nevie, ale teraz objav objavuje otázky, ktoré sú zaujímavé ako evolúcia človeka.