19.10.2018
Редакция Naked Science
1
870

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.
Позавчера, 12:19
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

Позавчера, 18:24
Илья Ведмеденко

Российские специалисты приступили к сборке первого спутника, оснащенного плазменным двигателем VERA. Такие аппараты можно будет применять для дистанционного зондирования Земли, выявления стихийных бедствий и других задач.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

Позавчера, 12:19
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

17 января
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[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?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: