Nova studija na mišu sa Holandskog instituta za neuronauku (NIN) otkriva da neuroni vrlo rano uspostavljaju „mini-kompjutere“ kako bi mozak učinili računarski moćnim. Studija je objavljena u časopisu eLife.
Izgradnja funkcionalnog mozga zahteva da neuronska kola budu povezana sa visokom specifičnošću. Ključni igrači u ovom sistemu su razgranate ekstenzije neurona zvane dendriti, koji obrađuju i integrišu informacije koje dobijaju od drugih neurona.
Ranije su kompjuterski neuronaučnici predložili da dendriti mogu lokalno izračunati informacije u mnogim pojedinačnim segmentima unutar jedne ćelije. Takve „računarske podjedinice“ ili „mini-računari“ bi dramatično povećale računarsku moć neurona. Međutim, još uvek je nepoznato kako neuroni povezuju ove mini računare unutar živog mozga tokom razvoja.
Ali šta ako bismo mogli da posmatramo razvoj ovih podjedinica u stvarnom životu? U novoj studiji grupe Kristijana Lomana, istraživači su istraživali računske podjedinice u netaknutom mozgu mladih miševa u razvoju. Oni su zaista otkrili da su komunikacione tačke u dendritima, ili sinapsama, grupisane u skladu sa informacijama koje prenose. Drugim rečima, susedne sinapse koje prenose slične informacije su grupisane u dendritske domene.
Kristijan Loman kaže: „Do ovog otkrića smo došli tako što smo snimali video zapise sa vremenskim odmakom od dendrita pojedinačnih neurona u korteksu živih miševa. Zanimljivo je da se ovo sortiranje već dešava pre nego što miševi otvore oči, dakle pre nego što dobiju vizuelne informacije. Ovde smo pokazuju da su susedne sinapse često koaktivne kada su sinapse dalje jedna od druge, čini se da je ova spontana aktivnost (aktivnost koju mozak generiše pre otvaranja oka) dovoljna za sortiranje sinapsi u domene, a time i za uspostavljanje. računske podjedinice.
Ali zašto je ovo važno? Ovaj rad bi potencijalno mogao da objasni zašto određene greške u razvoju mogu izazvati neurorazvojne poremećaje. „Da bismo ovo dalje istražili, želeli bismo da pogledamo mišje modele neurorazvojnih poremećaja, da vidimo da li je sortiranje sinapsi odsutno ili izmenjeno. Ovo bi podržalo ideju da je uspešno sortiranje sinapsi duž dendrita potrebno za razvoj zdravog mozak“, kaže Lohmann.
Odgovori na ovo pitanje će nam pomoći da bolje razumemo kako se naš mozak razvija i kako greške u razvoju mogu da ugroze računarsku moć mozga. Takođe bi potencijalno mogli dati nove ideje za dizajniranje biološki inspirisanih veštačkih neuronskih mreža za obradu informacija na visokom nivou. Lohmann zaključuje: „Za mene je najfascinantnije kako su neuroni specifično povezani i koliko je to rano moguće, a da se uopšte ne zna ništa o spoljnom svetu. Neverovatno je kako mozak to može da uradi.“
