Dendritler bir devrimin başlangıcını

Uzun yıllar boyunca, sinirbilim farklı kullandı nöron konuşmaları "dinlemeye" çalışmak için araçlar. Dilbilimciler bilinmeyen bir dili deşifre ettiği gibi, bilim adamları da beynin dilbilgisini bulmaya çalışmak için sinirsel ateşleme kalıplarını çözmeye çalışır. Bu girişimlerde yeni yıldızlar doğmuş gibi görünüyor: dendritler.

Son araştırmalar, beynimizin kapasitesini tahmin etmek için sinirbilimin sadece yüzeyleri çizdiğini gösteriyor gibi görünüyor.. UCLA Üniversitesi dendritler aracılığıyla gizli bir nöronal iletişim katmanı keşfetti.. Bu, beynin kapasitesinin önceden düşünülenden 100 kat daha fazla olabileceği anlamına gelir.

Bu keşif, geleneksel sinirbilimin temellerini önemli ölçüde değiştirebilir. Birkaç ay öncesine kadar, nörobilimin temelleri, dendritlerin elektriksel sinyalleri sinir bedenine, somaya taşıyan pasif kablolama gibi bir şey olduğu inancıyla desteklendi. Ancak bu araştırma dendritlerin pasif itici güçlerden çok daha fazlası olduğunu gösterdi. Dendritler elektrik sinyallerini beş kat daha büyük ve daha sık olan tepeler halinde üretirler nöronların çekirdeğinden gelen zirveler.

Bu keşif neyi gerektiriyor??

Sinirbilimin beynin işleyişi ile ilgili bilgisinde çok radikal bir değişiklikten bahsediyoruz. Diğer şeyler arasında, öğrenme süreçlerinin dendritler düzeyinde gerçekleşmesi mümkündür ve nöronların somalarında değil.

Konvansiyonel sinirbilim, hücre gövdeleri tarafından yayılan elektrik sinyallerinin bilişsel yeteneklerimizin temeli olduğunu savundu.. Artık dendritlerin pasif bir işlevi olmadığını ve kendi elektrik sinyallerini de yaydıklarını biliyoruz..

Eğer bu zaten kendi başına şaşırtıcı değilse, araştırmacılar dendritlerin akıllı olduğunu da belirledi. Elektrik atışlarını zaman içinde adapte edebiliyorlar. Bu tür plastiklik yalnızca şu ana kadar nöronal cisimlerde gözlenmiştir. Bu, dendritlerin kendi başlarına öğrenebileceklerini gösteriyor.

Dendritler hücre gövdesinden çok daha aktif olduklarından, bunu sezmeye başlayabiliriz. Bir nöronda üretilen bilgilerin çoğu, hücre gövdesini bilgilendirmeden dendrit seviyesinde yapılır.. Yani, dendritler bir hesaplama birimi olarak hareket edebilir ve bilgilerini işleyebilir. Birkaç ay önce bile şüphelenilmeyen bir bağımsızlık.

“Aniden, bilgisayarınızın CPU'suna giden kabloların aynı zamanda tamamen savurgan ve biraz tartışmalı olan bilgileri de işleyebildiğini keşfetmek gibi”.

-Mayank R. Mehta, araştırma direktörü-

Beynin kapasitesi: araştırma

Mayank R. Mehta'nın araştırma ekibi, elektrotların sıçan dendritlerinin yanına yerleştirilmesine izin veren bir sistem geliştirdi. Bu sistem uyanık olduğunuz süre boyunca hayvandan elektrik sinyallerini yakalamanıza ve günlük aktivitelerinizin yanı sıra uyku sırasında da gerçekleştirmenize olanak sağlar. Bu şekilde dendritlerin elektriksel faaliyetlerini üst üste dört gün boyunca dinleyebildiler ve bilgisayarlara canlı olarak iletebildiler.

Elektrotlar, hareketlerin planlanmasına, arka parietal korteksine bağlı beyin bölgesine yerleştirildi. Yakalamayı başardıkları şey, uyku periyodu boyunca elektriksel sinyaller düzensiz dalgalara benziyordu ve her biriyle bir tepe noktası ortaya çıktı.

Demek istediğim, sıçanlar uyurken, dendritler kendi aralarında sohbet ettiler, ve bunu, hücre çekimlerinden kaynaklandığından beş kat daha hızlı olan elektrik çekiminde yaptılar. Uyanma periyodu sırasında, atış hızı on ile çarpıldı..

Dendritler: şimdi ve burada ölçerler

Bu soruşturma sırasında başka bir şok edici keşif, dendritlerin yaydığı sinyal türünde bulundu. Dendritlerin elektrik sinyalleri dijital olabilir, ancak dikenlerin neredeyse iki katı büyük dalgalanmalar gösterdiler. Bu çeşit geniş dalgalanma dendrit ayrıca analog bilgi işlem aktivitesi gösterdi. Herhangi bir nöronal aktivite düzeninde daha önce görülmemiş bir şey.

Bu tür dendrit emisyonunu hesaplayan şey zaman ve mekanla ilgili gibi görünüyor. Bir labirentte davranan sıçanlara bakıldığında, iki tür sinyal ayırt edildi. Bir davranış beklentisiyle hücre gövdesinden zirveler şeklinde. Bu durumda bir köşe dönmeden önceydi. Dendritler, hayvanların köşeyi döndürürken hesaplama sinyallerini yayınlarken.

Sinirbilimin beynin hesaplama gücünü hafife aldığı görülüyor. Sadece hacim perspektifinden ve dendritlerin somadan 100 kat daha büyük olması nedeniyle, bunu varsayabiliriz. Aslında, beyin sanılandan yüz kat daha fazla işlem kapasitesine sahip.. Nöron artık dendritleri ele geçiren beynin temel hesaplama birimi olmayacak gibi görünüyor..

Neuronas rosa mosqueta, yeni bir nöron sınıfı Nöronlar rosa mosqueta hakkında henüz pek bir şey bilinmemektedir, ancak şimdilik keşif insan evrimi kadar ilginç sorular ortaya koyuyor.