резюме: Вчені висунули гіпотезу під назвою «електричний зв’язок між клітинами», згідно з якою електричні поля в мозку можуть маніпулювати компонентами субодиниць нейронів, підвищуючи стабільність і ефективність мережі. Вони припускають, що ці домени дозволяють нейронам налаштовувати мережу обробки інформації до молекулярного рівня.
Відносно кажучи, процес подібний до того, як сім’ї встановлюють свій телевізор для ідеального перегляду. Теорія, яку можна перевірити, може значно покращити наше розуміння внутрішньої роботи мозку.
Ключові факти:
- Гіпотеза цитоелектричного зв’язку передбачає, що електричні поля мозку можуть регулювати стабільність і ефективність мережі, впливаючи на компоненти субнейронів.
- Здатність мозку адаптуватися до мінливого світу включає білки та молекули, які взаємодіють з електричними полями, створюваними нейронами.
- Ця нова теорія, яка пропонує зв’язок між мікроскопічними рівнями в мозку, є перевіреною гіпотезою, яка може революціонізувати наше розуміння функціонування мозку.
джерело: Інститут навчання та пам’яті Піккоера
Щоб виконувати свої численні функції, включаючи мислення, мозок працює на багатьох рівнях. Така інформація, як цілі або зображення, представлена скоординованою електричною активністю між мережами нейронів, тоді як у кожному нейроні та навколо нього коктейль білків та інших хімічних речовин фактично виконує механізми, задіяні в мережі.
Нова стаття дослідників з Массачусетського технологічного інституту, Міського університету – Лондонського університету та Університету Джона Гопкінса стверджує, що електричні поля мережі впливають на фізичну конфігурацію субклітинних компонентів нейронів для підвищення стабільності та ефективності мережі, гіпотезу, яку автори називають «клітинним електричним зв’язком». “
Ерл К. сказав: Міллер, професор Picower в Інституті навчання та пам’яті Picower в MIT, який є співавтором статті в Досягнення нейронаук З доцентом Дімітрісом Пінауцісом з Массачусетського технологічного інституту та Сіті-університету Лондонського університету та професором Джейн Фрідман з університету Джонса Хопкінса.
«Мозок адаптується до мінливого світу», — сказав Бенутсіс. “Білки та молекули також змінюються. Вони можуть мати електричні заряди і їм потрібно наздоганяти нейрони, які обробляють, зберігають і передають інформацію за допомогою електричних сигналів. Взаємодія з електричними полями нейронів є важливою”.
Мислення в доменах
Лабораторія Міллера головним чином зосереджена на вивченні того, як когнітивні функції вищого рівня, такі як робоча пам’ять, можуть швидко, гнучко та надійно виникати з активності мільйонів окремих нейронів.
Нейрони здатні динамічно формувати схеми, створюючи та видаляючи зв’язки, які називаються синапсами, а також зміцнюючи або послаблюючи ці зв’язки. Але Міллер сказав, що це лише «дорожня карта», навколо якої може текти інформація.
Міллер виявив, що певні нейронні ланцюги, які разом представляють ту чи іншу думку, координуються ритмічною активністю, відомою в розмовній мові як «мозкові хвилі» різних частот.
Швидкі «гамма» ритми допомагають передати зображення з нашого зору (наприклад, пончик), тоді як повільніші «бета» хвилі можуть нести глибші думки про це зображення (наприклад, «занадто багато калорій»).
Лабораторія Міллера показала, що своєчасні спалахи цих хвиль можуть нести прогнози та уможливлювати запис, зберігання та зчитування інформації в робочій пам’яті. Він застрягає, коли працює пам’ять.
Лабораторія повідомила про докази того, що мозок може явно маніпулювати ритмами в певних фізичних місцях для подальшого регулювання нейронів для флюїдного пізнання, концепція називається «просторовим обчисленням».
Нещодавня робота лабораторії показала, що хоча участь окремих нейронів у мережах може бути мінливою та ненадійною, інформація, яку передають мережі, частиною яких вони є, незмінно представлена сукупністю електричних полів, створених їхньою колективною діяльністю.
Стільниковий електричний зв’язок
У новому дослідженні автори поєднали цю модель ритмічної електричної активності, яка керує нейронними мережами, з іншими лініями доказів того, що електричні поля можуть впливати на нейрони на молекулярному рівні.
Дослідники вивчали, наприклад, адгезивний зв’язок, при якому нейрони впливають на електричні властивості один одного через близькість своїх мембран, а не покладаються виключно на електрохімічний обмін між синапсами. Ці електричні перехресні перешкоди можуть впливати на нейронні функції, включно з тим, коли і чи вони спрацьовують для передачі електричних сигналів іншим нейронам у ланцюзі.
Міллер, Бенуціс і Фрідман також посилаються на дослідження, які показують інші електричні ефекти на клітини та їх компоненти, включно з тим, як нейронний розвиток спрямовується полями і що мікротрубочки можуть узгоджуватися з ними.
Якщо мозок переносить інформацію в електричних полях і ці електричні поля здатні створювати нейрони та інші елементи в мозку, які утворюють мережу, то мозок, швидше за все, використовуватиме цю здатність. Автори припускають, що мозок може використовувати поля, щоб переконатися, що мережа робить те, що вона повинна робити.
Якщо говорити (грубо) на картопляних термінах, успіх мережевого телебачення залежить не лише від його здатності надсилати чіткий сигнал у мільйони домів. Також важливими є дрібні деталі, як-от те, як у кожному домі розміщено екран телевізора, звукову систему та меблі для вітальні, щоб отримати максимальне враження.
Присутність мережі як у цій метафорі, так і в мозку спонукає окремих учасників налаштовувати свою інфраструктуру для оптимальної взаємодії, сказав Міллер.
“Цитоелектричний зв’язок з’єднує інформацію на мезомасштабному та макроскопічному рівнях аж до мікроскопічного рівня білків, які утворюють молекулярну основу пам’яті”, – пишуть автори в статті.
У статті викладено надихаючі аргументи для фотоелектричного з’єднання. «Ми пропонуємо гіпотезу, яку кожен може перевірити», — сказав Міллер.
Фінансування: Дослідження підтримали Дослідження та інновації Сполученого Королівства (UKRI), Управління військово-морських досліджень США, Фонд JPB та Інститут навчання та пам’яті Пікавера.
Про це дослідження в Neuroscience News
автор: Девід Оренштейн
джерело: Інститут навчання та пам’яті Піккоера
спілкування: Девід Оренштейн – Інститут навчання та пам’яті Пікера
картина: Зображення надано Neuroscience News
Оригінальний пошук: відкритий доступ.
“Цитоелектричний зв’язок: електричні поля формують нервову активність і “налаштовують” інфраструктуру мозкуЕрл К. Міллер та ін. Досягнення нейронаук
підсумок
Цитоелектричний зв’язок: електричні поля формують нервову активність і “налаштовують” інфраструктуру мозку
Ми пропонуємо та надаємо конвергентні докази гіпотези цитоелектричного зв’язку: електричні поля, що генеруються нейронами, є причинними аж до рівня цитоскелета.
Це може бути досягнуто шляхом електричної дифузії, механічного транспорту та обміну між електричною, потенційною та хімічною енергією. Ефаптичний зв’язок регулює нейрональну активність, утворюючи нейрональні кластери на макрорівні.
Ця інформація поширюється до рівня нейронів, впливаючи на підвищення, і вниз до молекулярного рівня, щоб стабілізувати цитоскелет, «налаштовуючи» його на більш ефективну обробку інформації.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
