Нейробиологи выяснили, что делает человеческий интеллект уникальным
Ученые из Массачусетского технологического института получили уникальные образцы мозговой ткани от живых добровольцев. И изучили, как человеческие нейроны передают сигналы.
В новом исследовании, проведенном в Массачусетском технологическом институте (МТИ), ученые воспользовались возможностью получить образец возбудительных нейронов размером с ноготь из глубины мозга добровольцев, проходящих хирургическое лечение эпилепсии. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Эта ткань была получена из отдела передней височной доли, способной справиться с потерей нескольких нейронов, так что пациенты никак это не почувствовали. Но тем самым исследователи получили тип ткани, необходимый для наблюдения за тем, как человеческие нервы переносят электрохимические сообщения на большие расстояния.
Не секрет, что у крыс довольно маленький мозг с относительно тонкой внешней корой, несмотря на то, что они умны. Тем не менее организация этого тонкого внешнего слоя схожа с тем, как устроен наш мозг, что, в свою очередь, поднимает вопросы о том, как наши нейроны справляются с отправкой сигналов на большие расстояния.
Стандартный нейрон обычно похож на дерево без листьев. Ветви — дендриты — собирают сигналы от других клеток и передают их через клеточное тело по длинному тонкому хоботку — аксону. Такие передачи осуществляются посредством заряженных частиц, взаимодействующих с мембраной нейрона через ионные каналы, производя рябь напряжения по всей длине клетки. Однако эти ветви представляют собой нечто большее, чем каналы для сигналов: они активно «подергивают» сообщения, играя ключевую роль в обработке переносимой информации.
В каком-то смысле о дендритах можно говорить как о транзисторах, усиливающих одни сигналы и блокирующих другие. Ученые пришли к выводу, что на самом деле они могут быть еще больше вовлечены в обработку информации нервной системой. По крайней мере, у людей.
«Дело не только в том, что мы умные из-за того, что у нас больше нейронов и более крупная кора головного мозга, — говорит ведущий исследователь Марк Харнетт. — В целом нейроны ведут себя совсем иначе».
После извлечения образцов нейронов из глубин мозга добровольцев исследователи помещали их в среду, подобную спинномозговой жидкости, чтобы они оставались живыми еще на протяжении дня или около того, пока ученые выясняли, как сигналы проходят вдоль клеток.
Оказалось, эти сигналы ослабевают в человеческих нейронах сильнее, чем в таких же клетках, взятых у мышей. Тем не менее оба типа клеток обладают одинаковым числом ионных каналов в своих мембранах, которые в наших нейронах просто расставлены немного шире. Модели, разработанные исследователями, предполагают, что это может быть причиной различия сигналов.
«В человеческих нейронах происходит большая компартментализация, что, в свою очередь, позволяет им быть более независимыми, потенциально приводя к повышенным вычислительным способностям одного нейрона», — говорит Харнетт.
Может ли эта архитектура объяснить различие в том, как наши виды обрабатывают информацию, еще предстоит выяснить. Харнетт уверен, что такую гипотезу не стоит списывать со счетов.
«Если у вас есть кортикальный столб с кусочком коры головного мозга человека или грызуна, с человеческой архитектурой вы сможете провести вычисления быстрее, чем с архитектурой мозга грызунов», — объясняет ученый.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии