Naukowcy odkryli nowy sygnał w ludzkim mózgu. Może wyjaśniać, dlaczego jesteśmy tak wyjątkowi

Neuronaukowcy odkryli nowy proces sygnałowy w mózgu, który ich zdaniem może okazać się kluczem wyjaśniającym to, co czyni nas ludźmi.

Ludzki mózg

Nasz mózg to złożony system komórek nazywanych neuronami, które za pomocą sygnałów elektrycznych i chemicznych wymieniają informacje. Nowe badanie opublikowane w Science sugeruje, że niektóre komórki w ludzkim mózgu przesyłają sygnały w sposób, którego nie zaobserwowano u gryzoni.

Wykazanie różnic między mózgiem ludzi i innych ssaków może nam pomóc ustalić, dlaczego nasz gatunek jest tak wyjątkowy. Jest to również ważne w celu lepszego zrozumienia, a nawet modelowania naszego mózgu.

Badanie

Neuronaukowcy przeanalizowali wycinki mózgu pacjentów z padaczką i guzami. W badaniu skoncentrowano się na dendrytach, które łączą się z innymi komórkami umożliwiając wymianę informacji w zewnętrznych warstwach kory.

Nasza wiedza dotycząca dendrytów głównie opiera się na badaniach gryzoni, więc możliwość zbadania ludzkiego mózgu jest nieoceniona. Chorzy na padaczkę zostali wybrani ze względu na wystarczającą ilość tkanki kory do analizy. Osoby z guzem mózgu miały upewnić naukowców, że wyniki nie dotyczą jedynie chorych na padaczkę.

Dendryty

Ewolucja sprawiła, że mamy niezwykle grubą korę mózgową (około 3 milimetry). Dzięki ekspansji jest ona nieproporcjonalnie gruba w drugiej i trzeciej warstwie, co sprawia, że posiadamy duże i naprawdę skomplikowane rozgałęzienia dendrytowe.

Zespół wykorzystał technikę obrazowania fluorescencyjnego w celu zbadania właściwości komórek. W dendrytach odkryto nieznane wcześniej klasy potencjałów czynnościowych, co wskazuje, że ich aktywność jest znacznie bardziej złożona niż wcześniej sądzono.

Nowy sygnał

Naukowcy zauważyli, że jeden z nowych rodzajów potencjałów czynnościowych podróżował tylko przy użyciu jonów wapnia zamiast jonów wapnia i sodu. To coś, czego nigdy wcześniej nie zauważono w korze innych ssaków.

Badanie zachowania potencjałów czynnościowych pozwoliło stworzyć model symulowany komputerowo, który doprowadził do kolejnego osobliwego odkrycia. Pojedyncze neurony były w stanie wykonać „funkcję obliczeniową”, choć wcześniej sądzono, że do tego konieczna jest cała sieć.

Ograniczenia

Odkrycia mogą mieć ogromny wpływ na sztuczne sieci neuronowe i w przyszłości uprościć obliczenia. Badania jednak mają swoje ograniczenia. Prace przeprowadzono w ludzkich komórkach, a nie w rzeczywistych ludziach.

Może też okazać się, że inne ssaki posiadają taki sam sygnał, ale po prostu nie został jeszcze zaobserwowany w warunkach laboratoryjnych. Badanie jednak jest niebywale ekscytujące i przybliża nas do wyjaśnienia, dlaczego ludzie są tak wyjątkowi.