Дендриты, отростки нейронов, похожие на ветки, когда-то считались пассивными соединениями в мозгу.
Сейчас исследователи из университета Северной Каролины в Чейпл Хилл открыли, что эти дендриты делают больше, чем просто передают информацию от нейрона к нейрону. Они активно обрабатывают информацию, умножая мощность обработки мозга.
«Внезапно оказалось, что мощность обработки информации мозгом значительно больше, чем мы изначально предполагали», сказал доктор Спенсер Смит, ассистент профессора на факультете медицины университета.
Открытия его команды могут изменить понимание ученых давних научных моделей того, как нервные схемы работают в мозгу. Эти находки также могут помочь исследователям лучше понять неврологические расстройства.
«Представьте, что вы разбираетесь в неких внеземных технологиях, и то, что вы считали простыми проводами оказывается транзисторами, обрабатывающими информацию», отмечает Смит. «На это похоже наше открытие. Последствия трудно даже представить».
Аксоны – это то, чем нейроны условно производят электрические импульсы, но множество схожих молекул, которые поддерживают импульсы в аксонах, также были обнаружены в дендритах. Предыдущие исследования над срезами мозговой ткани показали то, что дендриты могут содержать эти молекулы, чтобы производить собственные электрические импульсы, но неясно, была ли задействована нормальная мозговая активность в этих дендритных импульсах.
Команда Смита обнаружила, что ответ на этот вопрос положительный. Дендриты успешно действуют как мильтинейронные компьютеры, активно производя собственные нейронные входящие сигналы.
Чтобы показать это потребовалась серия сложных экспериментов, которые потребовали нескольких лет и распространились на два континента. Физиология фиксации потенциала была использована для присоединения микроскопического стеклянного пипеточного электрода, наполненного физиологической жидкостью к нейронному дендриту в мозгу мыши. Целью было напрямую «прослушать» сигнальный электрический процесс.
«Присоединение пипетки к дендриту – это невероятное техническое достижение», отметил Смит. «Вам не добраться к дендриту с любого направления. И вам его не увидеть, следовательно вам потребуется делать это вслепую. Это похоже на рыбалку, когда вы видите лишь электрический след рыбы. Лишь по сигналу вы можете проследовать и понять добрались ли вы до дендрита», добавил он. «Чаще всего это не удается». Смит изготовил собственную двухфотонную систему микроскопу, чтобы облегчить этот процесс.
Чтобы продемонстрировать визуально свои открытия, команда Смита наполнила нейроны краской из кальция, которая предоставила оптическое представление сигналов. Таким образом было показано, что дендриты стреляют импульсами, в то время, как другие части нейрона этого не делают, что дает основание полагать, что импульсы были результатом локального процесса внутри дендритов.
Ваше мнение