Як мозок аналізує відповідну та недоречну інформацію

З осередком інформації, що надходить до нас - а також у все більш галасливий світ - як ми можемо знати, що важливо, а що ні?

Нове дослідження показує, як мозок відокремлює відповідну та недоречну інформацію.

"Для нашого повсякденного життя надзвичайно важливо, щоб наш мозок обробляв найважливішу інформацію з усього, що нам представлено", - сказала доктор Сяо-Цзин Ван, глобальний професор нейронних наук Нью-Йоркського університету та Нью-Йоркського університету в Шанхаї та старший дослідник дослідження. автор.

"У надзвичайно складному нейронному ланцюзі мозку повинен існувати механізм затвора, який спрямовує відповідну інформацію в потрібне місце в потрібний час".

Аналіз, заснований на обчислювальній моделі, фокусується на гальмівних нейронах - дорожніх поліцейських мозку, які допомагають забезпечити належну неврологічну реакцію на вхідні подразники, пригнічуючи інші нейрони та працюючи, щоб збалансувати збудливі нейрони, які мають на меті стимулювати нейрональну активність.

"У нашій моделі для досягнення цієї мети використовується фундаментальний елемент мозкової схеми, що включає кілька типів гальмівних нейронів", - пояснив Ван. "Наша обчислювальна модель показує, що гальмівні нейрони можуть дозволити нейронному ланцюгу входити в певні шляхи інформації, одночасно фільтруючи решту".

В ході аналізу, який проводив Гуангю Роберт Ян, кандидат докторських наук у лабораторії Ванга, дослідники розробили модель, яка визначає більш складну роль гальмівних нейронів, ніж було запропоновано раніше.

Особливий інтерес для команди представляв конкретний підтип гальмівних нейронів, який націлений на дендрити збудливих нейронів - компоненти нейрона, де знаходяться входи інших нейронів. Ці інгібуючі нейрони, спрямовані на дендрит, позначаються біологічним маркером, який називається соматостатин, і можуть бути досліджені селективно вченими.

Дослідники запропонували їм контролювати не лише загальний вхід у нейрон, але й вхідні дані від окремих шляхів, наприклад, зорових або слухових шляхів, що сходяться до нейрона.

"Це вважалося важким, оскільки зв'язки від гальмівних нейронів до збудливих нейронів виглядали щільними і неструктурованими", - сказав Ян. "Дивовижним результатом нашого дослідження є те, що точність, необхідна для конкретного шляху, може бути реалізована гальмівними нейронами".

Дослідники використовували обчислювальні моделі, щоб продемонструвати, що навіть маючи на увазі випадкові зв’язки, ці нейрони, що орієнтуються на дендрит, можуть воротити окремі шляхи, вирівнюючи збуджувальні входи через різні шляхи. Вони показали, що це вирівнювання може бути реалізоване за допомогою синаптичної пластичності, механізму мозку для навчання через досвід.

Дослідження було опубліковане в журналі Природні комунікації.

Джерело: Нью-Йоркський університет