Kaip smegenys analizuoja aktualią ir nereikšmingą informaciją

Kai į mus plūsta informacijos srautas - taip pat vis triukšmingesnis pasaulis - iš kur mes žinome, kas svarbu, o kas ne?

Naujas tyrimas parodo, kaip smegenys atskiria svarbią ir nesvarbią informaciją.

„Mūsų kasdienybei labai svarbu, kad mūsų smegenys apdorotų svarbiausią informaciją iš visko, kas mums pateikiama“, - sakė dr. Xiao-Jingas Wangas, Niujorko universiteto ir Niujorko universiteto Šanchajaus neurologijos mokslo profesorius ir tyrimo vyresnysis autorius.

„Itin sudėtingoje smegenų nervinėje grandinėje turi būti vartų mechanizmas, skirtas reikiamai informacijai nukreipti į reikiamą vietą tinkamu laiku“.

Kompiuteriniu modeliu paremta analizė orientuota į slopinančius neuronus - smegenų eismo policininkus, kurie padeda užtikrinti tinkamą neurologinį atsaką į gaunamus dirgiklius slopindami kitus neuronus ir stengdamiesi subalansuoti sužadinimo neuronus, kuriais siekiama stimuliuoti neuronų aktyvumą.

"Šiam tikslui pasiekti mūsų modelyje naudojamas pagrindinis smegenų grandinės elementas, apimantis kelis slopinamųjų neuronų tipus", - paaiškino Wangas. "Mūsų skaičiavimo modelis rodo, kad slopinantys neuronai gali įgalinti nervinę grandinę patekti į tam tikrus informacijos kelius, o likusius filtruoti."

Analizėje, kurią vedė Wang laboratorijos kandidatas į doktorantą Guangyu Robertas Yangas, mokslininkai sukūrė modelį, kuriame buvo pateiktas sudėtingesnis slopinamųjų neuronų vaidmuo, nei buvo pasiūlyta anksčiau.

Ypatingas komandos susidomėjimas buvo specifinis slopinamųjų neuronų potipis, nukreiptas į sužadinimo neuronų dendritus - neurono komponentus, kuriuose yra kitų neuronų įėjimai. Šie į dendritą nukreipti slopinantys neuronai žymimi biologiniu žymekliu, vadinamu somatostatinu, ir mokslininkai juos gali tirti pasirinktinai.

Tyrėjai pasiūlė ne tik kontroliuoti bendrą neurono įvedimą, bet ir atskirų kelių, pvz., Regos ar klausos takų, susiliejančių į neuroną, įvestį.

"Manoma, kad tai buvo sunku, nes ryšys nuo slopinamųjų neuronų iki sužadinimo neuronų pasirodė tankus ir nestruktūruotas", - sakė Yangas. „Stebina mūsų tyrimo išvada, kad tikslumą, reikalingą takų specifiniam vartavimui, gali realizuoti slopinantys neuronai.“

Mokslininkai naudojo skaičiavimo modelius, kad parodytų, jog net ir iš pažiūros atsitiktinių ryšių atveju šie dendritą taikantys neuronai gali nukreipti atskirus kelius, derindamiesi su sužadinimo įvestimis skirtingais keliais. Jie parodė, kad šį derinimą galima realizuoti per sinapsinį plastiškumą, smegenų mechanizmą mokymuisi per patirtį.

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Gamtos komunikacijos.

Šaltinis: Niujorko universitetas