Agykutatás

Zajos neuronhálózatok

2011. AUGUSZTUS 15.

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

HOZZÁSZÓLÁSOK

0 hozzászólás

A rovat további cikkei

Agykutatás

A stroke új kezelése

Kutatók egy új terápiás eljárást ismertettek, mellyel csökkenthetőek az agyi infartus okozta károsodások, az elhalt idegek újra növekedhetnek, a kiesett működések helyreállhatnak. Ráadásul az eddigiekkel szemben „a terápia hosszú idővel a stroke után is hatékony” - állítja Gwendolyn Kartje, a cikk első szerzője.

Agykutatás

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.

Agykutatás

Az agyi plaszticitás kulcsa

A felnőtt korban született neuronok jóval a neurogenezis hanyatlása után is hozzájárulnak az agy flexibilitásához, állapította meg a Journal of Neuroscience tanulmánya.

Agykutatás

A krónikus neurológiai covid-tünetek hátterében álló mechanizmus

Bár a hosszú covidnak nevezett krónikus tünetegyüttes diszexekutív szindrómával vagy ködös agyműködéssel járhat, az eddigi vizsgálatok nem találtak a tünetek hátterében encephalitis-t. Amerikai patológusok most megfejtették a mechanizmust, ami legalábbis részben magyarázhatja a neurológiai tüneteket.

Agykutatás

A drogok hatása az agyra

A kábítószerélvezet valószínűleg a „gondolkodás nélküli cselekvés” veleszületett hajlamához köthető. Legalábbis ezt mutatták ki a kutatók mesterséges stimulánst használó testvérek vizsgálata alapján.

Kapcsolódó anyagok

Gondolat

Cselló és sclerosis multiplex

Jacqueline du Pré életének, sikerének és tragédiájának meghatározói

Gondolat

Aki bújt, aki nem

Sokféle hatás érte Herbert Anikot, művésznevén Hanikot Rejtett kert című kiállításának megalkotásakor. Az inspiráció egy része könyv formájában ott hever a Zend installációként elnevezett asztalon, így például egy japán verses könyv, Borges angol nyelvű novelláskönyve a The Garden of Forking Paths. Mindezeken túl Radnóti Miklós Bori notesze, Szabó Magda Danaida és Abigél regényei, Kertész Ákos Makrája is fontos ihletforrás volt számára.

Gondolat

Hölderlin betegsége

1843. június 7.-én meghalt Hölderlin, aki élete java részét szellemi homályban töltötte. A költő tragikus és és elmeállapotának fordulata máig foglalkoztatja kutatókat.

Gondolat

Orvosnak lenni soha nem volt életbiztosítás

Interjú dr. Magyar László András művelődéstörténésszel, a Semmelweis Orvostörténeti Múzeum Könyvtár és Levéltár főigazgatójával.

Egészségpolitika

Cambridge-i szoftver javítja a hallókészülékek teljesítményét

A University of Cambridge kutatói által kidolgozott új szoftver jelentősen javítja a hallókészülékek felhasználóinak hang érzékelését.