Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 780

Синхронизированные или независимые нейроны: как мозг кодирует информацию

Синхронизированные или независимые нейроны: как мозг кодирует информацию
Сочетание прогнозирующих математических моделей и лабораторных экспериментов пролило свет на несколько механизмов, стоящих за явлением кодирования информации, - пишет eurekalert.org.

Сочетание прогнозирующих математических моделей и лабораторных экспериментов, проведенных Международной школой передовых исследований (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, SISSA, Италия) пролило свет на несколько механизмов, стоящих за явлением кодирования информации, - пишет eurekalert.org.

По словам ученых, наш мозг работает «как книга, в которой отдельные страницы несут небольшие части общего текста, или как группа людей, которые насвистывают очень похожую мелодию». Это феномен «взаимосвязи», при котором отдельные нейроны не всегда действуют как независимые единицы в получении и передаче информации, а часто как группа людей с похожими и одновременными действиями. Наблюдая за электрической активностью этих клеток в лаборатории, вместе с использованием компьютеризированных математических моделей группа исследователей во главе с профессором Микеле Джулиано из SISSA впервые пролила свет на клеточные механизмы, лежащие в основе этих корреляций. В ходе исследования ученые исследовали возбуждающие нейроны, предназначенные для стимулирования электрической активности других нейронов, и тормозные нейроны, предназначенные для подавления их активности. «Наше открытие говорит нам, что возбуждающие клетки предпочитают индивидуальность и не обмениваются между собой большим количеством сообщений, в то время как ингибирующие клетки действуют вместе как единое целое. Это позволяет нам добавить новую информацию к пониманию того, как нейроны организуют информацию в мозге. «Информация всегда представлена ​​электрической активностью групп клеток», - объясняет профессор Джульяно.

Исследование, поясняют авторы, было проведено с использованием комбинации математических моделей, предназначенных для прогнозирования электрического поведения нейронов, и непосредственных наблюдений, проведенных на нейронах в лаборатории. Это очень интересный комплексный подход по разным причинам. Джульяно объясняет: «Сопровождение экспериментального открытия теорией усиливает его влияние. Более того, поскольку наши модели максимально просты, мы можем сосредоточить наше понимание на биологических механизмах, а не на описании исключительно их эффекта. Этот подход стоит за текущим прогрессом в нейробиологии и открывает очень интересные направления исследований в области исследований мозга».

Избыточность электрической активности нейронов коры головного мозга, также называемая ко-изменчивостью, известна в течение некоторого времени. Сходство в поведении касается как входных данных, которыми обмениваются нейроны, так и их выходных данных, а именно ответа после входящего сообщения. Пока не совсем известно, «как подобные входы генерируют одинаковые выходы, с точки зрения клеточных механизмов. Поэтому выяснение этих механизмов и изучение того, как различные типы клеток участвуют в этом явлении, является фундаментальным шагом в окончательном понимании сложных цепей мозга». Джульяно продолжает: «Изучая биофизические характеристики этого явления, мы заметили, что возбуждающие нейроны имеют тенденцию препятствовать избыточности их выходов, возможно, потому что их действие должно быть однозначным и более информативным, учитывая, что их сообщения исходят из коры. Ингибирующие нейроны делают наоборот: эти клетки, как правило, работают вместе, используя эту избыточность для синхронизации и усиления своих эффектов. Мы до сих пор не можем полностью объяснить роль корреляций в мозге, но мы, безусловно, обнаружили, что эти две категории нейронов должны рассматриваться в новом свете: они не идентичны». Тем не менее, это еще не все. Джульяно заключает: «Это исследование является наиболее точным экспериментальным подтверждением простой математической теории, которая описывает, как электрическая активность нейронов проявляется и изменяется во времени».

[Фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

возбуждающие нейроны головной мозг ингибирующие нейроны кодирование информации мозг нейроны

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.