Физици преобърнаха 100 годишно разбиране за работата на невроните
Човешкият мозък съдържа малко над 80 милиарда неврони, всеки от които се съединява с други кафези, с цел да сътвори трилиони връзки, наречени синапси. Синапс, в по-тесен смисъл, „ синаптична връзка “, отбелязва съществуването на характерен контакт сред мембраните на две кафези, от които най-малко едната е нервна (неврон). Чрез този контакт се предава нервно възбуждане (нервен импулс) от неврона — на другата клетка, която може също да е неврон, или ефекторна клетка, да вземем за пример мускулно влакно.
Числата са умопомрачителни, само че методът, по който всяка обособена нервна клетка способства за функционалностите на мозъка, към момента остава обект на разногласия.
Всъщност изследване, оповестено през 2017 година, отхвърли 100-годишното съмнение за това какво тъкмо кара неврона да се възбуди, откривайки нови механизми зад избрани неврологични разстройства.
Екип от физици от университета Бар-Илан (Bar-Ilan) в Израел организира опити върху неврони на плъхове, отглеждани в изкуствена среда, с цел да дефинира тъкмо по какъв начин един неврон реагира на сигналите, които получава от други кафези.
За да разберем за какво това е значимо, би трябвало да се върнем към 1907 година, когато френски невролог на име Луи Лапик предлага модел, който разказва по какъв начин напрежението на мембраната на нервната клетка се усилва с използването на ток върху нея.
След като доближи избран предел, невронът реагира с по този начин наречения „ шип на интензивност “, след което напрежението на мембраната спада внезапно до нула. Това значи, че невронът няма да изпрати известие, в случай че не събере задоволително мощен сигнал.
Уравненията на Лапик не бяха последната казана дума по въпроса. Но главният принцип на неговия модел за консолидиране остава относително безспорен в идващите изследвания правени през годините и през днешния ден образува основата на множеството изчислителни схеми на невроните.
Според откривателите продължителната история на концепцията значи, че малко на брой са си създали труда да потвърдят дали е точна.
„ Стигнахме до това умозаключение благодарение на нова пробна конфигурация, само че по принцип тези резултати можеха да бъдат открити благодарение на технология, която съществува от 80-те години на предишния век “, споделя водещият откривател Идо Кантер.
„ Вярата, която се корени в научния свят от 100 години, докара до това закъснение от няколко десетилетия. “
Експериментите на учените от университета Бар-Илан подхождат към въпроса от два ъгъла – единият изследва естеството на дейния скок въз основа на мястото, където токът е прибавен към неврон, а другият преглежда резултата, който голям брой входове оказват върху неврона.
Получените резултати от тях допускат, че посоката на получен сигнал може да е причина за разликата в реакцията на неврон.
Слабият сигнал отляво, смесен със слаб сигнал отдясно, няма да сътвори напрежение, което да даде начало на интензивност и да провокира възбуждане и известие от този неврон. Но един мощен сигнал от избрана посока може да докара до ясно известие.
Този евентуално нов метод за разказване на това, което е известно като пространствено сумиране, може да докара до нов способ за категоризиране на неврони, подобен, който да ги сортира въз основа на това по какъв начин пресмятат входящите сигнали или какъв брой фина е тяхната разграничителна дарба въз основа на това, че идват от избрана посока.
А още по-добре, това даже може да докара до открития, които изясняват избрани неврологични разстройства.
Важно обаче е да не се отхвърля век мъдрост по тематиката, поради едно проучване. Учените също признават, че са разгледали единствено един тип нервна клетка, наречена пирамидални неврони, оставяйки доста място за бъдещи опити.
Но усъвършенстването на разбирането за това по какъв начин обособените единици се комбинират, с цел да произведат комплицирано държание, може да се популяризира и в други области. С невронни мрежи, вдъхновяващи основаването на бъдещи изчислителни технологии или идентифицирането на нови благоприятни условия на мозъчните кафези, откритието може да бъде в основата на някои много забавни приложения.
Това проучване е оповестено в Scientific Reports.
