Використовуючи математичний апарат для побудови моделі роботи людського мозку, вчені Солковского інституту в США довели, що для того, щоб передати сигнали до дії сусіднім нервовим клітинам, десятки нейронів головного мозку об'єднуються для колективної роботи.
Як повідомляється в статті дослідників, опублікованій в номері журналу Science від 2 квітня, відкриття цього явища може бути використане для вивчення і лікування психічних розладів у людей, а також для створення нових принципів комунікації обчислювальних машин.
У своїй роботі американські дослідники використовували математичний апарат для побудови моделі роботи так званих "зірчастих клітин" головного мозку. Ці клітини, що мають зірчастих форму, керують великою частиною активності всього головного мозку, оскільки налічують приблизно шість тисяч контактів з іншими нервовими клітинами. Ці клітини також взаємодіють і з нейронами особливого відділу головного мозку, таламуса, який служить центром консолідації та переробки потоків інформації від усіх органів чуття людини. Після обробки таламус передає інформацію далі через зірчасті клітини всім іншим відділам мозку.
При цьому вчених здивував і підштовхнув до дослідження той факт, що кількість сигналів, яка припадає на зірчасті клітини з боку нейронів таламуса, складає всього 5%.
"Ми задалися питанням: як така невелика кількість синапсів (з'єднань між нейронами) може мати таку велику дію на всю роботу мозку? Якщо б визначальним чинником у цьому була саме кількість сигналів, що передаються цими клітинами один одному в одиницю часу, то сигнали таламуса були б просто непомітні на тлі решти 95% сигналів, які надходять у зірчасті нейрони від інших клітин ", - пояснив професор Терренс Сейновскі, співавтор публікації.
За допомогою своєї моделі роботи зірчастих клітин вчені показали, що вирішальним чинником в доставці потрібного сигналу до клітин так, щоб цей сигнал був почутий, розпізнаний і переданий далі, є не загальна кількість нервових імпульсів між цими клітинами і клітинами таламуса, а кількість, яка надходить в зірчастий нейрон в один і той же момент часу. Іншими словами, нейронам таламуса необхідно об'єднатися в групу з кількох десятків і надіслати свої сигнали в зірчасті нейрони одночасно.
"Згідно нашої моделі, необхідна синхронна робота усіх тридцяти синапсів зірчастих клітин з шести тисяч для того, сигнал, який в них надходить, був почутий надійно і розпізнаний", - розповів Сі Пін Ван, провідний автор публікації, слова якого наводить прес-служба Солковского інституту в США.
Вчені сподіваються, що за допомогою їхньої роботи в майбутньому стане можливим розшифровувати "послання" відділів головного мозку, якими вони обмінюються за допомогою своєї специфічної мови.
"Застосування теорії інженерної справи для вивчення мозку допомогло нам дізнатися принципи взаємодії нейронів один з одним. З іншого боку, розуміння унікальних механізмів роботи мозку, відмінних від роботи комп'ютерів, але може суттєвим чином торкнутися самих принципів, які використовують інженери в повсякденній роботі", - зазначив Сі Пін Ван.
Нагадаємо, що зовсім недавно вчені з Каліфорнійського університету в Ірвайн, США, довели, що регулярні розумові вправи в зрілому віці дозволяють зберегти здоров'я та працездатність мозку за рахунок стимуляції утворення нових з'єднань між нейронами і підтримки правильних ритмів роботи клітин, які відповідають за формування пам'яті.
статті про українську політику і не тільки
