Descoperire uimitoare: creierul conţine miliarde de mini-computere

Creierul uman cuprinde cc. 100 miliarde de neuroni şi aproximativ un cvadrilion de sinapse – conexiuni între neuroni.

Fiecare neuron acţionează ca un releu de transmisie a semnalelor nervoase. Fiecare astfel de celulă este alcătuită dintr-un corp, numit soma, din care se desprind prelungiri de două tipuri: un axon, care transmite informaţia mai departe, şi mai multe prelungiri ramificate, numite dendrite, care transmit semnalele electrice către neuronul propriu.

Multă vreme, oamenii de ştiinţă au considerat că dendritele sunt doar nişte „cabluri” ce transmit informaţia în mod pasiv, dar un studiu realizat la University of North Carolina şi University College London a sugerat că dendritele din creierul mamiferelor, de fapt, ar procesa activ informaţia – ceea ce înseamnă că, în realitate, capacitatea de procesare a creierului este mult mai mare decât se credea. Rezultalele cercetărilor au fost publicate în jurnalul Nature.

Cercetări anterioare arătaseră că atât în axon, cât şi în dendrite există molecule capabile să genereze impulsuri eletrice, dar nu se ştia cu precizie dacă activitatea normală a creierului implică generarea de impulsuri electrice în dendrite şi ce rol ar putea avea acest proces, dacă el există.

Pentru a afla, cercetătorii au recurs la un procedeu foarte dificil din  punct de vedere tehnic, dar eficient: au ataşat tuburi minuscule de sticlă de dendritele din creierele unor şoareci, în zone cerebrale responsabile de procesarea informaţiilor vizuale provenite de la ochi.

Cercetătorii au înregistrat apoi semnalele de la dendrite individuale, din creierele unor şoareci anesteziaţi şi ale altora treji.

În timp ce şoarecii vizualizau un model de linii albe şi negre pe ecranul unui computer, oamenii de ştiinţă au detectat un model neobişnuit al semnalelor electrice, o amplificare a impulsurilor electrice, în dendrite.

Proprietăţile semnalelor electrice provenite de la dendrite variau în funcţie de imaginile pe care le vedea şoarecele, ceea ce sugerează că dendritele chiar le ajută pe animale să proceseze informaţiile vizuale.

„Lucrările noastre arată că dendritele, despre care s-a crezut multă vreme că nu fac altceva decât să lase informaţiile să treacă spre corpul neuronului, joasă un rol-cheie în sortarea şi interpretarea cantităţii enorme de informaţii primite de neuroni”, spune Michael Hausser, de la University College London, unul dintre autorii studiului. „Dendritele acţionează astfel ca nişte dispozitive computerizate în miniatură, pentru detectarea şi amplificarea unor tipuri specifice de informaţii.”

Acest tip de procesare a informaţiilor în dendrite este, foarte probabil, larg răspândit în multe arii ale creierului şi la multe specii de animale, inclusiv la om, spun cercetătorii, iar această nouă proprietate a dendritelor adaugă un element important capacităţii creierului de a funcţiona ca un computer.

În plus, asemenea cercetări ar putea, în viitor, să ajute şi la tratarea unor tulburări cerebrale. Unele boli afectează generarea impulsurilor electrice în dendrite şi, astfel, funcţionarea creierului, iar aceste noi rezultate ar putea fi folosite pentru a înţelege procesul generării impulsurilor nervoase în dendrite şi a explora astfel disfuncţiile care apar în cazul acestor boli.

Sursa: Live Science / Foto: UCL