Як і сніжинки, кожен нейрон нашого тіла унікальний і неповторний. Втім, мова не про форму чи розміри - а про те, як реагує він на зовнішній стимул. Це різноманіття нервових клітин критично важливо для обробки складних сигналів і кодування отримуваної інформації.
"По-моєму, на інтуїтивному рівні нейрофізіологи давно усвідомили той факт, що між нейронами існують великі відмінності, але всерйоз це питання не розглядали, оскільки не вважали його чимось важливим, - каже професор Натан Урбан (Nathan Urban). - Ми хотіли б переосмислити цей момент. Ми визнали, що ці відмінності важливі, можливо, вони мають якесь фізіологічне значення ".
Не займайтеся самолікуванням! У наших статтях ми збираємо останні наукові дані і думки авторитетних експертів у сфері здоров'я. Але пам'ятайте: поставити діагноз і призначити лікування може тільки лікар.
За сучасними оцінками, тільки мозок людини містить близько 100 млрд нейронів, які можна розбити на кілька різних типів. Представники кожного з них структурно близькі і, групуючись, зазвичай виконують одні й ті ж функції. Кожен з них реагує сигналом у відповідь на сигнал, що надходить. Інші відмінності між ними зазвичай відкидаються, як несуттєві.
«Якщо мова йде про обробку сигналу в комп'ютері, дрібні відмінності між однаковими компонентами мають самі негативні наслідки, - продовжує Натан Урбан, - але мозок, будучи» найскладнішим комп'ютером «, навпаки, здатний використовувати неминучі відмінності між своїми складними, живими компонентами, з тим, щоб працювати ще ефективніше».
Професор Урбан і його команда провели дослідження цього питання, відстежуючи реакцію окремих нейронів на комплексний вхідний сигнал. Основним об'єктом для вчених служили мітральні клітини, що збуджують нейрони, які отримують сигнали від рецепторів (наприклад, від нюшної цибулини) і після первинної обробки передають їх далі по ланцюжку. Вчені поміщали в таку клітку мініатюрні електроди і ними подавали на неї потрібний сигнал, контролюючи його комп'ютером і відстежуючи реакцію окремого нейрона.
З'ясувалося, що з десятків вивчених ними клітин не було жодної, яка б реагувала однаково. Це саме по собі дивно: виходить, що на один і той же вхідний стимул нейрони створюють різні реакції. Можливо, лише працюючи в групі, вони «по шматочках» відтворюють адекватну вихідну картину, ніби складаючи фрагменти мозаїки?
Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідники ускладнили завдання, щоразу визначаючи ту характеристику вихідного сигналу, яка викликала реакцію нейрона. І дійсно, показано, що одні нейрони сильніше реагують на різку зміну вхідного стимулу, інші - на повільне, треті - на періодичний його характер. За допомогою математичних алгоритмів об'єднавши інформацію з різних різновидів клітин, вчені порівняли з тією, що можна було б отримати від аналогічної групи абсолютно ідентичних нейронів. Виявилося, що, насправді, така гетерогенна група нейронів створює сигнал вдвічі більш насичений інформацією, ніж гомогенна.
Як кажуть програмісти, «це не порожня, це фіча», або, за словами того ж професора Урбана, «індивідуальні відмінності між нейронами - це позитивна якість». Група, в яку входять злегка відмінні за характеристиками клітини, виявляється ефективнішою, як у футболі, де кожен - і воротар, і півзахисник, і нападник - має своє індивідуальне завдання в загальній командній грі.
На думку вчених, ці індивідуальні відмінності між нейронами можуть відігравати важливу роль і в розвитку всіляких розладах, від епілепсії до шизофренії, які, як вже показано давно, проявляються в «розсинхронізації» роботи нейронних ланцюжків. До речі, про деякі аспекти розвитку шизофренії ми писали в замітці «Масові мутації».
За публікацією PhysOrg.Com