Objavljeno u Nature Communications, međunarodna saradnja između istraživača sa Univerziteta u Minesoti i Frankfurtskog instituta za napredne studije istraživala je kako visoko organizovani obrasci neuronske aktivnosti nastaju tokom razvoja. Otkrili su da korteks mozga može da transformiše neorganizovane ulaze u visoko organizovane obrasce aktivnosti – demonstrirajući samoorganizaciju.
„Ono što ovu transformaciju čini toliko važnom je to što se čini da se ona odvija u potpunosti unutar samog korteksa, što ukazuje da je mozak u stanju da organizuje sopstvenu funkciju tokom razvoja“, rekao je dr Gordon Smit, docent na U. M medicinska škola.
„Ovo sugeriše da bilo kakve perturbacije ovih malih interakcija mogu dramatično promeniti funkciju mozga, što može uticati na senzornu percepciju i možda doprineti neurorazvojnim poremećajima poput autizma.“
U sistemu koji se samoorganizuje, interakcije malih razmera se kombinuju da bi stvorile organizaciju velikih razmera. Bliskom kombinovanjem teorije i eksperimenta, istraživački tim je uspeo da pokaže da matematička pravila slična onima za koje je utvrđeno da upravljaju obrascima u širokom spektru živih i neživih sistema, kao što su tačke na određenim ribama i razmaci između peščanih dina. , takođe vodi razvoj mozga.
„Naši rezultati sugerišu da obrasci neuronske aktivnosti u ranom korteksu nastaju dinamički kroz povratne petlje koje uključuju ravnotežu između lokalne aktivacije i lateralne supresije, potvrđujući teorijsku hipotezu razvoja mozga koja datira decenijama unazad“, rekao je dr Matijas Kašube, prof. na Institutu za napredne studije u Frankfurtu i koistraživač studije.
Istraživački tim je koristio optičke alate nedavno razvijene na U of M da direktno demonstrira kako velika struktura razvoja moždanih mreža proizilazi iz samih mreža, umesto da je utisnuta iz spoljnog izvora.
„Koristeći najsavremenije optičke tehnike, ovi eksperimenti su nam omogućili da testiramo dugogodišnju naučnu teoriju i pokažemo da mozak organizuje sopstvenu aktivnost tokom ranog razvoja“, rekao je dr Smit, koji je takođe član tima za medicinsko otkriće. o optičkim slikama i nauci o mozgu.
Tekuća istraživanja istražuju kako promene u ovim samoorganizovanim obrascima neuronske aktivnosti u ranoj fazi razvoja utiču na čulnu percepciju kasnije u razvoju.
