Переосмысление функции мозга: физики опровергают давние предположения

Новое исследование бросает вызов давнему мнению о том, что нейрональная сома является ключевой вычислительной единицей мозга. 

Недавнее исследование перевернуло представление о нейронауках, поставив под сомнение давнюю гипотезу об основных вычислительных элементах мозга. На протяжении десятилетий ученые считали, что тело клетки, или сома, нейрона отвечает за большинство его функций, а дендриты просто служат кабелями для сбора входящих сигналов.

Однако новаторские выводы, сделанные исследователями из Университета Бар-Илан в Израиле, свидетельствуют о том, что многие характеристики нейронов, которые ранее приписывались соме, на самом деле происходят из процессов в дендритах. Это изменение парадигмы имеет значительные последствия для нашего понимания дегенеративных заболеваний и различных состояний активности мозга во время сна и бодрствования.

Мозг представляет собой сложную сеть, состоящую из миллиардов нейронов. Сома каждого нейрона взаимодействует с тысячами других нейронов через синапсы, которые служат связующими звеньями для обмена информацией. Кроме того, нейроны получают входящие сигналы через свои сильно разветвленные дендритные деревья, которые напоминают огромную дендровую сеть.

Традиционно в экспериментах по изучению нейронов основное внимание уделяется их соме в физиологических условиях. Однако исследователи из Университета Бар-Илан применили другой подход. Они провели эксперименты, нарушающие физиологические условия работы мозга, и обнаружили, что многие характеристики нейронов не зависят от этих условий. Это открытие указывает на дендриты как на сегменты, ответственные за контроль пластичности нейронов, таких как частота возбуждения и порог стимуляции.

Результаты нового исследования требуют пересмотра вопроса о происхождении дегенеративных заболеваний. Ранее эти заболевания объяснялись неправильным функционированием сомы. Однако с осознанием того, что многие функции нейронов контролируются дендритами, крайне важно изучить их роль в дегенерации. Понимание этой связи может привести к новым открытиям и потенциальным методам лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

Еще одна область, которая может выиграть от смены парадигмы, - изучение различных состояний мозга во время сна и бодрствования. Традиционно с этими состояниями связывают уровень соматического мембранного потенциала. Однако новое исследование показывает, что эта атрибуция может быть неверной. Сосредоточив внимание на дендритах и их роли в активности нейронов, ученые смогут глубже понять механизмы, лежащие в основе сна и бодрствования.

Профессор Идо Кантер, возглавлявший исследование в Бар-Иланском университете, подчеркивает важность этих результатов: "Результаты показали, что особенности нейронов не зависят от физиологических условий, что указывает на дендриты как на сегменты, контролирующие особенности пластичности нейронов". Это заявление подчеркивает важность дендритов в формировании функциональности нейронов и открывает новые пути для дальнейших исследований.