Vědci dlouhou dobu zajímá složitá síť spojení mezi neurony v mozku. Nedávný výzkum odhalil, že zatímco většina spojení mezi neurony je slabších, existuje několik výjimečně silných spojení. Tento vzor, známý jako „těžký ocásek“ spojení, vzbudil zvědavost vědců ohledně jeho vzniku a zda je specifický pro určité druhy nebo ovládán univerzálním principem.
Aby osvětlili tento jev, výzkumníci z Centra absolventů CUNY pro Iniciativu teoretických věd (ITS), Yale, University of Chicago a Harvard se ponořili do rozsáhlých souborů dat o neuronových spojeních u ovocných much, myší a dvou druhů žížal. Použitím matematických modelů založených na Hebbianské plasticitě, principu naznačujícím, že neurony, které střílí společně, se propojují, vědci ukázali, jak tato mechanismus může vést ke vzniku těžkých ocáskových spojení.
Studie také odhalila další významnou vlastnost: shlukování. Neurony mají tendenci tvořit těsně propojené skupiny, což naznačuje vyšší úroveň organizace v rámci neuronové sítě. Cílem výzkumu bylo odhalit původ těžkého ocáskového spojení napříč různými druhy.
Christopher Lynn, hlavní autor studie a nyní asistent profesor fyziky na Yale, vysvětlil, že jejich model vycházel z myšlenky, že neurony se přeskupují a propojují kombinací Hebbianské a náhodné dynamiky. Zatímco některá spojení slouží konkrétním účelům, jiná se tvoří náhodně.
Závěry týmu naznačují, že principy buňkové samoorganizace mohou vysvětlit vznik silných spojení a těsně propojených sítí v mozku různých druhů. To naznačuje, že formování neuronové sítě není závislé pouze na druhově specifických mechanismech, ale je řízeno jednoduchým principem samoorganizace.
Důsledky tohoto výzkumu přesahují pochopení složitých spojení v mozku. Nově získané poznatky by mohly sloužit jako základ pro studium struktury mozku u jiných živočichů a potenciálně zlepšit naše porozumění funkci lidského mozku.
Zdroj časopisu:
Lynn, C.W., Holmes, C.M. & Palmer, S.E. Těžký ocásek neuronového spojení vzniká díky Hebbianské samoorganizaci. Nat. Phys. (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02332-9
The source of the article is from the blog procarsrl.com.ar