Zinātnieki atklāj vēl neredzētu signālu veidu, kas notiek cilvēka smadzenēs

(KTSDESIGN/Science Photo Library/Getty Images)

Zinātnieki ir atklājuši unikālu šūnu ziņojumapmaiņas veidu, kas notiek cilvēka smadzenēs, un tas vēl nav redzēts.

Aizraujoši, atklājums liek domāt, ka mūsu smadzenes varētu būt vēl jaudīgākas skaitļošanas vienības, nekā mēs sapratām.

Pētnieki no institūtiem Vācijā un Grieķijā atklāja mehānismu smadzeņu ārējās garozas šūnās, kas pats par sevi rada jaunu “gradētu” signālu, kas varētu nodrošināt atsevišķiem neironiem citu veidu, kā veikt savas loģiskās funkcijas.



Izmērot elektrisko aktivitāti epilepsijas slimnieku operācijas laikā izņemtajās audu daļās un analizējot to struktūru, izmantojot fluorescējošu mikroskopiju, neirologi atklāja, ka atsevišķas garozas šūnas izmanto ne tikai parastos nātrija jonus, bet arī kalciju.

Šī pozitīvi lādēto jonu kombinācija izraisīja sprieguma viļņus, kas nekad iepriekš nebija redzēti, saukti par kalcija mediētiem dendritiskajiem darbības potenciāliem vai dCaAP.

Smadzenes, īpaši cilvēku smadzenes, bieži tiek salīdzinātas ar datoriem.Analoģijai ir savas robežas, bet dažos līmeņos viņi veic uzdevumus līdzīgā veidā.

Abi izmanto elektriskā sprieguma jaudu, lai veiktu dažādas darbības. Datoros tas ir diezgan vienkāršas elektronu plūsmas veidā caur krustojumiem, ko sauc par tranzistoriem.

Neironos signāls ir kanālu atvēršanas un aizvēršanas viļņa veidā, kas apmainās ar lādētām daļiņām, piemēram, nātriju, hlorīdu un kāliju. Šo plūstošo jonu impulsu sauc par an darbības potenciāls .

Tranzistoru vietā neironi šos ziņojumus pārvalda ķīmiski zaru galā, ko sauc par dendritiem.

'Dendrīti ir galvenais, lai izprastu smadzenes, jo tie ir pamatā tam, kas nosaka atsevišķu neironu skaitļošanas jaudu,' Humbolta universitātes neirozinātnieks. Metjū Larkums pastāstīja Valteram Bekvitam Amerikas Zinātnes attīstības asociācijā.

Dendrīti ir mūsu nervu sistēmas luksofori. Ja darbības potenciāls ir pietiekami nozīmīgs, to var pārnest uz citiem nerviem, kas var bloķēt vai nodot ziņu.

Tas ir mūsu smadzeņu loģiskais pamats — sprieguma viļņi, kurus var kopīgi paziņot divos veidos: vai nu UN ziņojums (ja x un y tiek aktivizēts, ziņojums tiek nodots tālāk); vai an VAI ziņojums (ja x vai y tiek aktivizēts, ziņojums tiek nodots tālāk).

Var apgalvot, ka tas nekur nav tik sarežģītāks kā cilvēka centrālās nervu sistēmas blīvajā, saburzītajā ārējā daļā; smadzeņu garoza. Dziļākais otrais un trešais slānis ir īpaši biezs, pildīts ar zariem, kas veic augstas kvalitātes funkcijas, kuras mēs saistām ar sajūtu, domāšanu un motora vadību.

Pētnieki rūpīgi aplūkoja audus no šiem slāņiem, savienojot šūnas ar ierīci, ko sauc par somatodendrīta plākstera skavu, lai nosūtītu aktīvos potenciālus uz augšu un uz leju katrā neironā, reģistrējot to signālus.

'Bija 'eureka' brīdis, kad mēs pirmo reizi redzējām dendrītu darbības potenciālu,' teica Larkums .

Lai pārliecinātos, ka atklājumi nav raksturīgi tikai cilvēkiem ar epilepsiju, viņi vēlreiz pārbaudīja rezultātus nedaudzos paraugus, kas ņemti no smadzeņu audzējiem.

Kamēr komanda bija veikusi līdzīgus eksperimentus uz žurkām , signāli, ko viņi novēroja, kužam cauri cilvēka šūnām, bija ļoti atšķirīgi.

Vēl svarīgāk ir tas, ka viņi deva šūnām nātrija kanālu blokatoru, ko sauctetrodotoksīns, viņi joprojām atrada signālu. Tikai bloķējot kalciju, viss apklusa.

Pietiekami interesanti ir atrast kalcija mediētu darbības potenciālu. Taču modelējot veidu, kā šis jutīgais jaunais signāls darbojās garozā, atklājās pārsteigums.

Papildus loģiskajam UN un VAI -tipa funkcijas, šie atsevišķie neironi varētu darboties kā 'ekskluzīvs' VAI ( BEZMAKSAS ) krustojumi , kas pieļauj signālu tikai tad, ja cits signāls tiek klasificēts noteiktā veidā.

'Tradicionāli, BEZMAKSAS tika uzskatīts, ka darbībai ir nepieciešams tīkla risinājums, raksta pētnieki .

Jāveic vairāk darba, lai redzētu, kā dCaAP uzvedas visos neironos un dzīvā sistēmā. Nemaz nerunājot par to, vai tā ir cilvēka lieta, vai arī līdzīgi mehānismi ir attīstījušies citur dzīvnieku valstībā.

Tehnoloģija arī irskatoties uz mūsu pašu nervu sistēmuiedvesmai, kā izstrādāt labāku aparatūru; Zinot, ka mūsu atsevišķām šūnām ir vēl daži triki, var rasties jauni tranzistoru tīkla veidi.

Tas, kā šis jaunais loģikas rīks, kas saspiests vienā nervu šūnā, pārvēršas augstākās funkcijās, ir jautājums, uz kuru jāatbild nākamajiem pētniekiem.

Šis pētījums tika publicēts Zinātne .

Populārākas Kategorijas: Viedoklis , Vidi , Sabiedrību , Tech , Veselība , Daba , Cilvēkiem , Dabu , Skaidrotājs , Neklasificēts ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.