Dendrites början av en revolution

I många år, neurovetenskap har använt olika verktyg för att försöka "lyssna" på neuronsamtal. På samma sätt som lingviserna dechiffrerar ett okänt språk försöker forskare att avkoda mönster av neuralt skjutning för att försöka hitta hjärnans grammatik. I dessa försök verkar det som att nya stjärnor har blivit födda: dendriterna.

Den senaste forskningen verkar visa att neurovetenskap, när det gäller att uppskatta hjärnans kapacitet, har bara skratit ytan. UCLA: s universitet upptäckte ett dolt lager av neuronkommunikation genom dendriterna. Detta innebär att hjärnans kapacitet kan vara upp till 100 gånger större än vad som tidigare trodde.

Denna upptäckt kan väsentligt ändra grunden för konventionell neurovetenskap. Fram till några månader sedan stöddes grunden för neurovetenskap i tron ​​att dendriter var något som passiva ledningar som bär elektriska signaler till den neurala kroppen, soma. Men den här undersökningen visade att dendriter är mycket mer än bara passiva förare. Dendriterna genererar sina elektriska signaler, i fem gånger större och mer frekventa toppar att topparna som kommer från kärnorna i neuroner.

Vad innebär denna upptäckt?

Vi pratar om en väldigt radikal förändring i den kunskap som neurovetenskap har om hjärnans funktion. Bland annat, Det är möjligt att inlärningsprocesser uppträder på dendritnivå och inte i soma av neuroner.

Konventionell neurovetenskap har hävdat att de elektriska signaler som emitteras av cellkroppar utgör grunden för våra kognitiva förmågor. Vi vet nu att dendriter inte har en passiv funktion och att de också släpper ut sina egna elektriska signaler.

Om detta inte redan är överraskande, Forskare fann att dendriter också är smarta. De kan anpassa sina elektriska skott över tiden. Denna typ av plasticitet har endast observerats hittills i neuronala kroppar. Detta tyder på att dendriter kunde lära sig själva.

Eftersom dendriterna är mycket mer aktiva än cellkroppen kan vi börja intuitera det mycket av informationen som genereras i en neuron görs på dendritnivå utan att det informerar cellkroppen. Det vill säga, dendriterna kan fungera som en dator och bearbeta informationen. Ett oberoende som för några månader sedan inte ens misstänktes.

"Det är som att plötsligt upptäcka att kablarna som leder till datorns CPU kan också bearbeta information, helt extravaganta och något kontroversiella".

-Dr. Mayank R. Mehta, forskningschef-

Hjärnans kapacitet: forskning

Dr. Mayank R. Mehtas forskargrupp utarbetade ett system som möjliggör placering av elektroder i närheten av råttendendrites. Med detta system kan du fånga elektriska signaler från djuret under den tid du är vaken och utför dina dagliga aktiviteter, liksom under sömnen. På detta sätt de kunde lyssna på fyra dagar i rad till dendriternas elektriska aktivitet och överföra den till datorerna.

Elektroderna implanterades i hjärnans område i samband med planering av rörelser, den bakre parietala cortexen. Vad de lyckades fånga var det under sömnperioder De elektriska signalerna såg ut som oregelbundna vågor, och med en topp påpekades.

Jag menar, medan råttorna sov, chattade dendriterna med varandra, och de gjorde det i elektriska bilder upp till fem gånger snabbare än de som härrörde från cellkroppar. Under vakna perioder multiplicerades avfyrningsgraden med tio.

Dendriterna: mätare av här och nu

En annan chockerande upptäckt under denna undersökning hittades i den typ av signal som emitterades av dendriterna. Dendriternas elektriska signaler kan vara digitala, men de visade också stora fluktuationer, nästan dubbelt så stora som ryggraden själva. Denna typ av fluktuation i stor skala visar det dendriten visade också analog beräkningsaktivitet. Något som inte hade sett tidigare i något mönster av neuronaktivitet.

Vad som beräknar denna typ av dendritutsläpp verkar vara relaterat till tid och rum. Att observera råttorna som uppträder i en labyrint, utmärks två typer av signaler. En i form av toppar från cellkroppen i väntan på ett beteende. I det här fallet var det innan man vred ett hörn. Medan dendriterna släppte sina beräkningssignaler precis som djuret vände hörnet.

Det verkar som om neurovetenskap har underskattat beräkningskraften i hjärnan. Endast ur volymen, och eftersom dendriterna är 100 gånger större än soma, kan vi anta det hjärnan har faktiskt hundra gånger mer bearbetningskapacitet än vad som trodde. Det verkar som att neuronen inte längre kommer att vara den grundläggande beräkningsenheten i hjärnan, efter att ha tagit över dendriterna.

Neuronas rosa mosqueta, en ny klass av neuroner Inte mycket är ännu känt om neurons rosa mosqueta, men för tillfället väcker upptäckten frågor som är intressanta som mänsklig utveckling Läs mer "