Как мозъкът анализира съответната и неподходяща информация

С потокът от информация, идваща към нас - както и все по-шумен свят - как да разберем кое е важно и кое не?

Ново проучване показва как мозъкът отделя съответната от неподходящата информация.

„От решаващо значение за нашето ежедневие е мозъкът ни да обработва най-важната информация от всичко, което ни се представя“, каза д-р Сяо-Дзин Уанг, глобален професор по невронни науки в Нюйоркския университет и Нюйоркския университет в Шанхай и старши в изследването автор.

„В рамките на изключително сложна невронна верига в мозъка трябва да има механизъм за затваряне, който да насочва съответната информация до правилното място в точното време.“

Анализът, базиран на изчислителен модел, се фокусира върху инхибиторните неврони - пътни полицаи на мозъка, които помагат да се осигурят правилни неврологични реакции на входящите стимули чрез потискане на други неврони и работа за балансиране на възбуждащите неврони, които имат за цел да стимулират невроналната активност.

„Нашият модел използва основен елемент на мозъчната верига, включващ множество видове инхибиторни неврони, за да постигне тази цел“, обясни Уанг. „Нашият изчислителен модел показва, че инхибиторните неврони могат да позволят на невронната верига да се затвори в определени пътища на информация, докато филтрира останалата част.“

В анализа, воден от Гуангю Робърт Янг, докторант в лабораторията на Уанг, изследователите измислиха модел, който очертава по-сложна роля на инхибиторните неврони, отколкото беше предложено по-рано.

От особен интерес за екипа представлява специфичен подтип на инхибиторните неврони, който е насочен към дендритите на възбуждащите неврони - компоненти на неврона, където се намират входовете от други неврони. Тези инхибиторни неврони, насочени към дендрит, са маркирани с биологичен маркер, наречен соматостатин и могат да бъдат изследвани селективно от учените.

Изследователите предлагат не само да контролират общите входове за неврон, но и входовете от отделни пътища, например зрителните или слуховите пътища, сближаващи се към неврона.

„Смяташе се, че това е трудно, защото връзките от инхибиторните неврони до възбуждащите неврони изглеждат плътни и неструктурирани“, каза Ян. „Изненадващо откритие от нашето проучване е, че точността, необходима за специфичното за пътя пътека, може да бъде реализирана от инхибиторни неврони.“

Изследователите са използвали изчислителни модели, за да покажат, че дори при привидно случайните връзки, тези неврони, насочени към дендрит, могат да затворят отделни пътища, като се подравнят с възбуждащи входове през различни пътища. Те показаха, че това подреждане може да се реализира чрез синаптична пластичност, мозъчен механизъм за учене чрез опит.

Изследването е публикувано в списанието Nature Communications.

Източник: Нюйоркски университет