Физики опровергли столетнее предположение о работе мозга

Каждому нейрону оказался свойствен целый набор порогов активации, а не один, как считалось ранее. Новые результаты ставят под сомнение тысячи научных публикаций и работу сотен лабораторий, однако дают надежду на понимание причин нейродегенеративных заболеваний. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Нейроны — это базовые частицы вычислительной системы, формирующей мозг. По современным представлениям в человеческом мозге примерно 80 миллиардов нейронов, а количество связей между ними превышает триллион. Более века считалось, что каждая нервная клетка функционирует как отдельный возбуждаемый элемент. Нейрон накапливает электрические сигналы, поступающие от других клеток, а затем порождает собственный электрический импульс, спайк, когда достигается определенный порог.

Долгое время считалось, что отдельный нейрон характеризуется одним порогом. В новой работе на культуре клеток ученые под руководством Идо Кантера из Университета имени Бар-Илана показали, что у каждого нейрона множество порогов, чувствительных к направлению и происхождению поступающего сигнала. Например, два слабых импульса, пришедших с разных направлений, не будут суммироваться и приводить к спайку, а сильные импульсы различного происхождения приводят к формированию спайков разных форм.

«Мы пришли к этому выводу, используя новую экспериментальную установку, но в целом такие результаты можно было получить и на оборудовании, существующем с 80-х годов, — рассказывает Кантер. — Укоренившееся в науке столетнее представление вылилось в задержку исследований на несколько десятилетий». Новые данные указывают на необходимость пересмотра функциональности нейронов, а также их роли в появлении и развитии нейродегенеративных заболеваний. Согласно гипотезе ученых, нейроны, неспособные различать направление прихода сигналов, могут быть виновны в недугах.