czwartek, 1 listopada 2012

Nieustająca wojna dywizji neuronów

O co w gruncie rzeczy chodzi w opublikowanym miesiąc temu (23 października 2012) artykule Brenta Doirona i Ashok Litwin-Kumar, który już doczekał się wielu mniej lub bardziej fantazyjnych interpretacji? Tekst pod tytułem "Slow dynamics and high variability in balanced cortical networks with clustered connections" ukazał się w prestiżowym "Nature Neuroscience", co już samo w sobie świadczy o doniosłości odkrycia.

Najważniejsze w odkryciu Doirona i Litwina-Kumara są: nowatorskie opisanie dynamiki pobudzeń neuronów w korze mózgowej oraz szczególnej architektury sieci neuronowych w mózgu. Stworzony przez badaczy model dobrze opisuje wyniki eksperymentów. Połączenia międzyneuronalne okazały się nie być równomiernie rozłożone w sieci, są one raczej zorganizowane w skupiska (klastry) o różnej wielkości i sile. Nie udało się - jak do tej pory - wyjaśnić do końca tej "społecznej" natury neuronów do grupowania się w klastry.

Jedną z prawdopodobnych odpowiedzi (o której nie piszą autorzy artykułu) może być rywalizacja poszczególnych neuronalnych klastrów o wpływ na poszczególne funkcje organizmu. Uzasadniałoby to fakt zastępowalności niektórych obszarów mózgu innymi w razie na przykład urazu mechanicznego albo udaru.

Ciekawe również w świetle hipotezy o rywalizacji (zgodnie z teorią Hamiltona jeszcze z lat 60. XX wieku, altruizm, czyli wspomaganie się nawet niespokrewnionych organizmów jest tak naprawdę współpracą w celu zwiększenia szansy na wspólny sukces) jest to, że nawet niewielkie klastry, co wynika z artykułu, miały duży wpływ na dynamikę sieci, co znaczy, że system wykazuje małą stabilność i dużą wrażliwość na warunki początkowe.

No i sprawa zdecydowanie najciekawsza w artykule, o którym mowa, to obserwacja badaczy, że nawet gdy mózg otrzymuje bardzo mało bodźców zewnętrznych (np. podczas snu), rywalizacja między klastrami jest przez cały czas nasilona, jakby walka o dominację trwała przez cały czas. Nawet w czasie, gdy nasz organizm odpoczywa, dywizje neuronów prowadzą nieustanną wojnę.


Ashok Litwin-Kumar & Brent Doiron, Slow dynamics and high variability in balanced cortical networks with clustered connections, Nature Neuroscience 15, 1498–1505 (2012)


Brak komentarzy:

Prześlij komentarz