Нейробиологи выяснили, что делает человеческий интеллект уникальным — Naked ScienceNaked Science
19.10.2018, 16:50
6 минут
Naked Science
34

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

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.

18 октября
3 минуты
Сергей Васильев

Под ярким синим излучением светодиодов повреждения нейронов развивались у дрозофил независимо от наличия глаз.

Вчера, 15:16
4 минуты
Илья Ведмеденко

Перспективную ракету-носитель от компании Firefly Aerospace могут снабдить новым двигателем, разработанным Aerojet Rocketdyne. Однако окончательный выбор еще не сделан.

18 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Организация по изучению НЛО To The Stars Academy of Arts and Science объединяет свои усилия с Сухопутными силами США для изучения таинственных технологий.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
ulogin_facebook_1451802834890079
1 год назад
-
0
+
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.