TARTALOM

 VISSZA

 


Zajos neuronhálózatok


<b>Zajos neuronhálózatok</b>

| |
 

Patkányok agyműködésének vizsgálata azt mutatta, hogy az agyi neuronhálózatokban igen nagy a háttérzaj, és megfigyelhető az úgynevezett pillangó-hatás. A University College London kutatói szerint az agy a számítógépes hálózatokban használthoz hasonló módszerrel szűri ki a háttérzajt.

Régóta ismert, hogy a neuronhálózatokban nagyfokú variabilitás figyelhető meg: ugyanaz az inger különböző mintázatú elektromos válaszokat válthat ki. A Nature hasábjain megjelent cikk szerzői arra keresték a választ, hogy maga a variabilitás hordoz-e extra információt, például a szervezet belső állapotáról.

A kutatók élő patkányok agykérgi idegsejtjeiben egy-egy extra kisülést (akciós potenciált) idéztek elő, és megfigyelték, hogy ennek milyen hatása van más kérgi neuronokra. Azt találták, hogy egyetlen kisülés körülbelül 28 kisülést váltott ki más neuronokban, amelyeknek aztán további, hasonló méretű hatása volt. A jelenséget a szerzők a pillangó-hatáshoz hasonlították: az elmélet szerint egy pillangó szárnycsapásai okozta kis légörvények véletlenszerű, egymást erősítő események sorozatán keresztül tornádóhoz vezethetnek egy másik kontinensen.

A kutatók becslései szerint egy-egy extra kisülés tovagyűrűző hatása többmillió neuront érintett az agyban. Szimultán végzett intra- és extracelluláris elvezetéseket használva kimutatták, hogy egyetlen kisülés érzékelhetően megnöveli a helyi neuronhálózat tüzelési frekvenciáját. Az extra kisülések továbbá 2,2-4,5 mV nagyságrendű variációkat okoztak a membránpotenciálban - ezek a variációk tisztán háttérzajnak tekinthetők, és nem hordoznak semmilyen információt.

A szerzők úgy vélik, hogy a zaj és a hasznos információ között az agy úgynevezett frekvencia-kód segítségével tesz különbséget: a különböző területek közti kommunikáció során csak bizonyos tüzelési frekvencia hordoz információt, a más frekvenciával érkező jelek zajnak minősülnek.

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az agy sokkal "zajosabb", mint a számítógépek - a UCL kutatói szerint ez az ára annak, hogy az agyban rendkívül nagymértékű a neuronhálózatokon belüli konnektivitás (az emberi agyban minden neuron körülbelül 10 000 másikkal áll kapcsolatban). A zaj maga tehát nem hasznos funkció, hanem egy hasznos funkció mellékterméke.

Szemlézte: eLitMed.hu, dr. Víg Julianna

Forrás: Nature 2010; 466, 123-127



Kapcsolódó anyagok

What the Future?

Színházi társasjáték a mélyszegénységről

Hozzászólások:

Nincs hozzászólás ehhez a cikkhez.

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.


Extra tartalom:

 
ROVAT TOVÁBBI CIKKEI

Humán agyi organoidok

A Nature-ben megjelent eredmények azért jelentősek, mert először sikerült létrehozni reprodukálható, a humán cortex-szel konzekvensen megegyező sejttípusokat ugyanolyan struktúrában tartalmazó mini-agyakat. Az eredmény nyomán meg fog újulni a neuropszichiátriai betegségek és az idegrendszerre ható szerek kutatásának módszertana.

Tovább


A szerotonin nem csak neurotranszmitter

A szerotonin nemcsak ingerületátvivőként működik, hanem a génexpresszió szabályozásában is részt vesz. E felfedezés következtében jobban megérthetjük a normál agyfejlődést, a pszichiátriai és neurodegeneratív betegségeket, és új terápiás módszereket fejleszthetünk ki.

Tovább


Eddig ismeretlen neuro-immun axis

A felnőttek fele alszik az ajánlott napi 7-8 óránál kevesebbet, írják Cameron S. McAlpine és munkatársai „Sleep modulates haematopoiesis and protects against atherosclerosis” című, a Nature-ben megjelent tanulmányukban. A másodikként magyar szerzőt (Kiss G. Máté, Harvard Medical School, Medical University of Vienna) felvonultató írás bemutatja, hogyan vezet az elégtelen vagy megzavart alvás érelmeszesedés kialakulásához. A tanulmány azonosít egy eddig ismeretlen neuro-immun tengelyt, ami az alvást a haematopoiesis-hez és az atherosclerosis-hoz kapcsolja.

Tovább


Kollaboratív problémamegoldásra alkalmas agy–agy-interface

Közvetlen, non-invazív agy–agy-interface-t fejlesztettek a University of Washington és a Carnegie Mellon University neurológus és számítógépes szakemberei. A BrainNet névre keresztelt módszer kettőnél több személy bevonásával teszi lehetővé a kollaboratív problémamegoldást. „Többé már nem a science fiction területére tartozik a direkt gondolatátvitel: létrejött az agyak szociális hálója”, írja a BrainNet-tanulmányt ismertető MIT Technology Review.

Tovább


<b>Zajos neuronhálózatok</b>