Нейробиологи выяснили, что делает человеческий интеллект уникальным — Naked Science
6 минут
Редакция
1

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.

nikon-2018-small-611
©Wikipedia

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.

 

Растянутое распределение ионных каналов в человеческих нейронах / © MIT

 

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
14 мая
5 минут
Ольга Иванова

Исследователи из Нидерландов определили, какие области мозга задействованы при возникновении чувства любопытства.

14 мая
6 минут
Сергей Васильев

Анализ пород, поднятых со дна Тихого океана, показал, что появление ядер плутония не совпадает со взрывами сравнительно близких к Земле сверхновых — похоже, их создали совсем другие космические катастрофы, такие как гибель нейтронных звезд.

14 мая
11 минут
ТюмГУ

Ученые ТюмГУ исследовали становление и развитие городов Сибири, и выяснили, что на их формирование влияли романтические настроения переселенцев.

Вчера, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Вчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

24 апреля
9 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали обратную связь всех конечных точек смертности с содержанием омега-3-полиненасыщенных жирных кислот. Согласно их выводам, более высокие уровни некоторых основных ПНЖК в тканях и крови могут снижать вероятность смерти от всех причин в среднем на 13% и в итоге замедлять процесс старения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

т.е. получается, что “ученые” до сих пор не выяснили даже базовую функциональность нейронов? Это не так. Не выяснили только те ретрограды, которые не умеют сопоставлять, для которых не пример даже успехи нейросетей “глубокого обучения”. Конечно, в природной реализации нет многослойных персептронов, один нейрон – один однослойный персептрон с очень упрощенной функцией распознавателя профиля активности на своих входах. Но вся логика нейросетей мозга это – иерархия все более удачных эволюционных механизмов адаптивности к новому и путать то, что не относится к системной функции нейрона с его метаболизмом и особенностям реализации – значит проявлять полную свою неспособность к системному обобщению. Различие мозга человека от других животных – в более продолжительных критических периодах специализации последовательно созревающих слоев (последовательность отражает эволюцию развития адаптивности вида). От высших обезьян нас отличает значительно больший период специализации этих слоев, и чем меньше такой период, тем меньшие способности адаптации к новому проявляем животное.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: