Kā smadzenes analizē atbilstošo un neatbilstošo informāciju

Ar informācijas aizsprostu - kā arī ar arvien skaļāku pasauli - kā mēs zinām, kas ir svarīgi un kas nav?

Jauns pētījums parāda, kā smadzenes atdala būtisko no neatbilstošās informācijas.

"Mūsu ikdienas dzīvē ir kritiski svarīgi, lai mūsu smadzenes apstrādātu vissvarīgāko informāciju no visa mums piedāvātā," sacīja Ņujorkas Universitātes un Ņujorkas Universitātes Šanhajas globālais neiroloģijas zinātnes profesors un pētījuma vecākais doktors Sjao-Jings Vangs. autors.

"Ārkārtīgi sarežģītā smadzeņu neironu lokā jābūt vārtu mehānismam, lai vajadzīgo informāciju novirzītu vajadzīgajā vietā īstajā laikā."

Analīze, kuras pamatā ir skaitļošanas modelis, koncentrējas uz inhibējošiem neironiem - smadzeņu satiksmes policistiem, kas palīdz nodrošināt pareizu neiroloģisku reakciju uz ienākošajiem stimuliem, nomācot citus neironus un strādājot, lai līdzsvarotu ierosmes neironus, kuru mērķis ir stimulēt neironu darbību.

"Lai sasniegtu šo mērķi, mūsu modelī tiek izmantots smadzeņu ķēdes pamatelements, kurā iesaistīti vairāki inhibitoru neironu veidi," paskaidroja Vanga. "Mūsu skaitļošanas modelis parāda, ka inhibējošie neironi var dot iespēju nervu ķēdei nokļūt noteiktos informācijas ceļos, vienlaikus filtrējot pārējo."

Analīzē, kuru vadīja Guangyu Roberts Jangs, Vanga laboratorijas doktora kandidāts, pētnieki izstrādāja modeli, kas attēlo sarežģītāku inhibējošo neironu lomu, nekā tika ieteikts iepriekš.

Īpaša interese komandai bija specifisks inhibējošo neironu apakštips, kas vērsts uz ierosmes neironu dendritiem - neirona komponentiem, kur atrodas citu neironu ievadi. Šie neironi, kas vērsti uz dendrītu, ir marķēti ar bioloģisko marķieri, ko sauc par somatostatīnu, un zinātnieki tos var selektīvi izpētīt.

Pētnieki ierosināja, ka viņi kontrolē ne tikai kopējo neirona ievadi, bet arī atsevišķu ceļu ievadi, piemēram, redzes vai dzirdes ceļus, kas saplūst ar neironu.

"Tas tika uzskatīts par sarežģītu, jo savienojumi no inhibējošiem neironiem līdz ierosinošiem neironiem šķita blīvi un nestrukturēti," sacīja Jangs. "Pārsteidzošs mūsu pētījuma atklājums ir tāds, ka taktikai nepieciešamo precizitāti var realizēt ar inhibējošiem neironiem."

Pētnieki izmantoja skaitļošanas modeļus, lai parādītu, ka pat ar šķietami nejaušiem savienojumiem šie neironi, kas vērsti uz dendrītu, var novirzīt atsevišķus ceļus, saskaņojoties ar ierosmes ievadiem caur dažādiem ceļiem. Viņi parādīja, ka šo izlīdzināšanu var realizēt, izmantojot sinaptisko plastiskumu, smadzeņu mehānismu, lai mācītos, izmantojot pieredzi.

Pētījums tika publicēts žurnālā Dabas komunikācijas.

Avots: Ņujorkas universitāte