“Beynin Karanlık Ağı”: Beynin içinde yeni bir ağ bulundu, ancak nöronlardan oluşan bir ağ bulunamadı

Beyin araştırmaları her zaman nöronların aktivitesine odaklandı, glia hücrelerine çok daha az dikkat çekti, “barış meselesi”, ancak sinir ağları üzerindeki etkisi bir araya geldi, Knizh yazıyor Nature'da yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, glia hücreleri sadece sinir ağlarının çalışmasını etkilemez, ancak tüm beyin ağlarını kapsar - “kullanıcı” Beyinde nöronlardan daha fazlası olan Glial hücreler, nöronlara hizmet eder: besleme, onarım, destek (insan beyni, sumelon gibi, özellikle sudan oluşur ve sinir yapılarında bir şüpheliye ihtiyaç vardır). Uzun zamandır "ikinci sınıf hücreleri" olarak kabul edildiler, ancak birkaç on yıl önce ortaya çıktığı gibi, beyin aktivitesindeki rolü çok daha büyük ve daha gizemli. Hayvanlarda evrim olarak merak etmeyin, nöronların sayısına göre glial hücrelerin sayısını arttırır En yaygın glia türü, çok sayıda kısa süreçle yıldızlara benzer hücrelerdir (birxon olmadan nöronlar gibi görünüyorlar, uzun bir appendix – axons sinirlerden oluşur). Astroloji sadece “kesinlikle çalışan” değildir, ancak nöronlarla ve birbirleriyle canlı bir diyaloga sahiptir. Sinirlerin aksine, iletişim için elektrik sinyalleri kullanmıyorlar, sadece kimyasal sinyaller. Nörotransmitters için hassas reseptörlere sahip olduklarını bulundular - nörotransmitters gibi maddeler. Astrocytes, nöronlar arasındaki bilgilerin transferini takip eder Ve sadece takip etmiyor. Astrositlerin, aynı nörotransmitter'i sinaptik clefte ya da sinyali nörotransmitter molekülleri absorbe ederek güçlendirebileceği ortaya çıktı. Ayrıca, axon'un nörotransmitter'in serbest bırakılmasına veya azaltılmasına neden olan molekülleri serbest bırakabilirler. Böylece, astrositler sinir aktivitesine müdahale edebilir ve düzenleyebilir sinapsların oluşumunu nasıl kontrol edeceğini bile biliyorlar, sayılarını ayarlamaları ve nöronların yeni sinaptik bağlantıları oluşturmaları gerektiğini belirlemektedirler. sinapsları ve onları geçen sinyalleri organize ederek, astrositler hafıza süreçlerinde büyük bir rol oynayabilir, öğrenme (ki bu, sinirsel bağlantıların doğasını değiştirmekten oluşur), ve tüm zihinsel süreçlerde Yeni bir çalışma, fare beynindeki astrositlerin, nöronlar tarafından yaratılan beynin sinir ağlarına benzer geniş ağ oluşturduğunu buldu. Astrositlerin ağlarının tüm farkında olmadığı değil, sadece astrositlerin ne kadar uzun süre bağlı zincirlerin olabileceğini takip edemiyorlardı ve birçok astrositlerin ağlarının son derece yerelleştiğine inanıyordu. Ve şimdi, araştırmacılar bile astrosit ağlarının ilk üç boyutlu haritasını bir araya getirdiler, bu ağların hemispheres arasında olduğu gibi, hemispheres ve beyintem alanları arasında da en eski ve en temel sinir yapılarını kontrol etmek için Çalışmanın yazarlarına göre, haritadaki “astrohighways” sinir yollarını tekrarlamaz, ancak yüksek spesifikiteye sahiptir: Bildiğimiz gizli bir metro sistemi gibi Ayrıca, çalışma, astrosit ağlarının, nöronların ağları gibi plastik olduğunu gösterdi - örneğin, astrositler bağlantılarını sensör deprisyona yanıt olarak değiştirir Keşif, gen terapisinden ödünç alınan yeni bir yönteme yardımcı oldu. Araştırmacılar, astrositlerden oluşan canlı farelerin beyin bölgelerine genetik bir editörü enjekte ettiler, örneğin atrositlerin diğer astrositlere yol açtığı sinyal molekülleri üzerinde bir tür “stamp” bırakıyorlar – kendi sinapse analogları var. Bu “stamps”, yazarların bir ağdaki moleküllerin bağlantılarını ve değişimini görmelerine izin verdi. Bilim adamları farelerin beyinlerini “geçici” yaptı ve her etiketli astrositin üç boyutlu görüntülerini elde etti. Bunu yüzlerce fare ile yaparak, fare beynindeki astrositlerin ağı haritalayabildiler Beyin neden bilgi işlemek için başka bir hücreye ihtiyaç duyuyor? Bilmiyoruz. Maddeler ve kaynaklar nöronların ihtiyaç duyduğu ve onları nereye götüreceği veya tamamen başka bir şey hakkında bilgi olabilir. Bu arada, yeni bir çalışmanın sonuçları, astrosit ağlardaki bozuklukların şizofreniye benzer bozukluklara yol açtığını gösterdi. Ancak her durumda, “astronet” temel bir keşif, sadece fare beyni hakkında değil, aynı zamanda beynimiz hakkında da değil Beyin içindeki nöronların ağı ile, daha önce düşündüğünden biraz daha karmaşık hale geldi. Nöronlar genellikle basit mantık kapıları olarak düşünülür, ancak her nöron matematiksel anlamda daha çok çok katmanlı bir sinir ağına benzer. Biyolojik anlamda ise nöron, yaşayan bir organizmaya benzer. Sonuçta hücrelerimiz, karmaşık davranışlara sahip, bağımsız yaşayan organizmaların uzak torunlarıdır ve bu karmaşıklığı tamamen kaybetmiş değiller Sadece nöronlar değil, vücudun birçok hücresi bilgiyi hatırlama ve öğrenme yeteneğine sahiptir (bazı siliatlar gibi), sinyal alışverişi yaparak iletişim kurabilir, yani karmaşık esnek davranışlara sahiptirler. Bu, bu davranışın uygulanması için karmaşık bir bilgi işlem ve depolama aygıtı anlamına gelir. Her hücrenin içinde onun davranışını kontrol eden bir tür makromoleküler beyin bulunur Ve bu arada, karmaşık akıllı sistemlerde yalnızca nöronlar bir araya getirilmiyor. İçimizde bağışıklık sistemi gibi kendi entelektüel işlevlerine sahip başka sistemler de vardır, yani dış dünyayı kendi yöntemleriyle modellerler ve kararlar alırlar Ve evrimin kendisi, nöronun karmaşık davranışlar sergileyebilmesini emretti - bu onun işi. Modern araştırmalar, nöronların yalnızca giriş sinyallerini özetlemekle kalmayıp kendilerinin doğrusal olmayan dönüşümler gerçekleştirdiğini doğrulamaktadır. Dendritlerin (sinir hücrelerinin kısa uzantıları) kendi yerel uyarıları ve aktivasyon eşikleri vardır, ayrı mantık kapıları olarak hareket edebilirler ve bu ara sinyaller daha sonra nöronun gövdesine entegre edilir. Birkaç yıl önce Humboldt Üniversitesi'ndeki sinir bilimcileri tarafından yapılan bir araştırma, sodyum ve potasyum iyonlarının akışları tarafından üretilen tipik ya hep ya hiç aksiyon potansiyellerinin aksine, neokortikal piramidal nöronların dendritlerinde, dendritik kalsiyum aracılı aksiyon potansiyelleri aracılığıyla kademeli sinyal işlemeyi kullanan bir bilgi işleme sistemi tanımladı Yani dendrit tek başına hesaplama yapma yeteneğine sahiptir. Sinaptik yapıları aracılığıyla sinyalleri alır ve iletmeden önce bunları işler. Bir dendrit, bir nöronun gövdesinden uzanan yüzlerce veya binlerce daldan yalnızca biridir. Bir nöron yüzbinlerce sinaptik bağlantı oluşturabilir. Henüz işleyişini doğru bir şekilde simüle edemiyoruz: bu, doğru anlayışın yanı sıra, ilkel makinelerimizin muazzam hesaplama gücünü de gerektirecek Çok uzun bir süre boyunca, bir nöronun, sinyalleri birleştiren ve bunları daha uzağa ileten bir sistemdeki basit bir nokta düğümü olduğu düşünülüyordu. Bu "aptal nöron" modeli hem beynin anlaşılmasını hem de nöromorfik bilgi işlem ağlarının gelişimini engelleyebilir. Herkes sadeliği sever, hiç kimse gereksiz karmaşıklığa ihtiyaç duymaz, ancak akıllı teknolojilerin geliştirilmesindeki bir sonraki büyük adımın, sinir sistemindeki bilgi işlemenin bilgi işlem cihazlarımızdan çok daha karmaşık ve çok seviyeli bir şey olduğunu kabul etmek zorunda kalması oldukça olasıdır Evrendeki en karmaşık cihaz olarak beyne hayranlık duyuyoruz. Ancak sandığımızdan çok daha karmaşık görünüyor. Belki de beyin karmaşıklığıyla ilgili şu anki düşünce şeklimiz daha çok tek bir nöronun karmaşıklığını temsil ediyordur