Уже много лет, нейробиология использовала разные инструменты, чтобы попытаться «послушать» разговоры нейронов. Точно так же, как лингвисты расшифровывают незнакомый язык, ученые пытаются расшифровать паттерны нервных импульсов, пытаясь выяснить грамматику мозга. В этих попытках кажется, что родились новые звезды: дендриты.
Последние исследования, кажется, показывают, что нейробиология, когда дело доходит до оценки возможностей нашего мозга, только поверхностно. Университет Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружил скрытый слой нейронной коммуникации через дендриты. Это означает, что возможности мозга могут быть в 100 раз больше, чем считалось ранее.
Это открытие может существенно изменить основы традиционной нейробиологии. Еще несколько месяцев назад основы нейробиологии поддерживались верой в то, что дендриты были чем-то вроде пассивной проводки, по которой электрические сигналы передаются к нервному телу, соме. Но это исследование показало, что дендриты — это гораздо больше, чем просто пассивные проводники. Дендриты генерируют свои электрические сигналы, пики которых в пять раз больше и чаще. что шипы, исходящие от ядер нейронов.
Что это за открытие?
Мы говорим об очень радикальном изменении знаний нейробиологии о функционировании мозга. Среди прочего, процессы обучения могут происходить на уровне дендритов а не в клетках мозга.
Традиционная нейробиология считает, что электрические сигналы, излучаемые телами клеток, являются основой наших когнитивных способностей.. Теперь мы знаем, что дендриты не имеют пассивной функции и также излучают собственные электрические сигналы.
Если это не удивительно само по себе, исследователи обнаружили, что дендриты тоже умны. Они могут со временем адаптировать свою электрическую стрельбу. Этот тип пластичности пока наблюдается только в телах нейронов. Это говорит о том, что дендриты могут учиться сами по себе.
Поскольку дендриты намного более активны, чем тело клетки, мы можем интуитивно понять, что Большая часть информации, генерируемой нейроном, осуществляется на уровне дендритов, не сообщая телу клетки.. То есть дендриты могут действовать как вычислительная единица и обрабатывать свою информацию. Независимость, о которой несколько месяцев назад даже не подозревали.
«Это похоже на внезапное обнаружение того, что кабели, ведущие к процессору вашего компьютера, также могут обрабатывать информацию, что совершенно диковинно и несколько спорно».
-Д-р Маянк Р. Мехта, директор по исследованиям-
Емкость мозга: исследования
Исследовательская группа доктора Маянка Р. Мехты разработала систему, которая позволяет размещать электроды близко к дендритам крысы. Эта система позволяет улавливать электрические сигналы животного во время бодрствования и выполнения повседневных дел, а также во время сна. Этим способом им удалось четыре дня подряд прослушивать электрическую активность дендритов и передавать их в живую на компьютеры..
Электроды были имплантированы в область мозга, связанную с планированием движений, в заднюю теменную кору. Им удалось уловить, что во время сна электрические сигналы выглядели как нерегулярные волны, каждая из которых сигнализировала о пике.
А именно, пока крысы спали, дендриты болтали друг с другом, и они делали это электрическими выстрелами в пять раз быстрее, чем те, которые исходили из клеточных тел. Во время бодрствования скорость стрельбы увеличивалась в десять раз.
Дендриты: измерители здесь и сейчас
Еще одно шокирующее открытие в ходе этого исследования было обнаружено в типе сигналов, излучаемых дендритами. Электрические сигналы от дендритов могли быть цифровыми, но они также демонстрировали большие колебания, почти в два раза большие, чем сами шипы. Этот тип широкодиапазонных колебаний показывает, что дендрит также показал аналоговую вычислительную активность. То, что раньше не наблюдалось ни в одном паттерне нейронной активности.
То, что рассчитывает этот тип излучения дендрита, похоже, связано со временем и пространством. Наблюдая за поведением крыс в лабиринте, можно выделить два типа сигналов. Один в виде шипов от тела клетки в ожидании поведения. В данном случае это было до поворота. В то время как дендриты испускали свои расчетные сигналы, как только животное повернуло за угол.
Кажется, что нейробиология недооценивает вычислительную мощность мозга. Только с точки зрения объема и поскольку дендриты в 100 раз больше сомы, мы можем предположить, что мозг на самом деле имеет в сто раз больше вычислительной мощности, чем считалось ранее. Кажется, что нейрон больше не будет основной вычислительной единицей мозга, дендриты заняли свое место.
