Výskumníci vytvorili až prekvapivo jednoduchý model, ktorý nám ukazuje, ako sa prepájajú neuróny v mozgu
Autori štúdie vyvracajú, že prepojenie neurónov v mozgu je niečo, čo je špecifické pre konkrétny organizmus. Fungujú na všeobecných princípoch.
Výskumníci z University of Chicago v spolupráci s ďalšími univerzitami, popísali ako fungujú prepojenia medzi neurónmi na základe všeobecných princípov vytvárania sietí a samoorganizácie.
Nová štúdia teda upúšťa od predstavy, že sa neuróny v mozgu prepájajú na základe biologických charakteristík individuálnych organizmov. Všeobecné modely na vysvetlenie biologických dát existujú, no výskumníci počítajú s tým, že ide o hrubé dáta, ktoré sadnú na niektoré scenáre, no nemožno ich uplatniť na všetko.
“Nečakali sme, že náš všeobecný model bude fungovať tak dobre. Keď sme ho však dokončili, dokázali sme vysvetliť rôzne veci spôsobom, ktorý bol naozaj uspokojivý,” tvrdí Stephanie Palmer, jedna z autorov výskumu.
Neuróny v mozgu vytvárajú naozaj komplexnú sieť prepojení medzi synapsiami, aby mohli medzi sebou komunikovať a spolupracovať. Hovoríme o naozaj obrovskom množstve prepojení, ktoré sa na prvý pohľad môže zdať náhodné, no výskumníci si všimli, že v rôznych sieťach neurónov môžeme nájsť malé množstvo prepojení, ktoré sú oveľa silnejšie ako ostatné.
Autori štúdie vysvetľujú, že tieto silné prepojenia tvoria základy mozgových obvodov a umožňujú organizmom myslieť, učiť sa, komunikovať a hýbať sa. Ide o mimoriadne dôležité prepojenia, no výskumníci si neboli istí tým, či tieto silnejšie prepojenia vznikajú procesmi špecifickými pre individuálne organizmy, alebo ide o výsledok všeobecných princípov organizácie neurónových sietí.
Prekvapivo presný model
Pre potreby štúdie vedci analyzovali prepojenia neurónov bežných laboratórnych zvierat, teda vínnych mušiek, hlístovcov, morských červov a sietnice myší. Následne vytvorili model na základe teórie psychológa Donalda Hebba. Ten v roku 1949 prišiel s teóriou, ktorá hovorí, že neuróny, ktoré sa spolu aktivujú, sa spolu aj prepájajú. Znamená to, že čím častejšie sa pár neurónov aktivuje, tým je prepojenie medzi týmto párom silnejšie.
Neprehliadnite
Po zakomponovaní tejto teórie do modelu si všimli, že model vytvoril rovnaký základ silných prepojení, aký pozorovali v odlišných organizmoch. Znamená to, že prepojenia medzi neurónmi a ich organizácia môže vznikať zo všeobecných princípov vytvárania sietí. Nie je to niečo, čo by bolo špecifické pre biológiu konkrétnych organizmov.
Model zároveň dokázal vysvetliť aj ďalší záhadný fenomén, ktorý vedci nazvali zoskupovanie. Ten opisuje tendenciu neurónov spojiť sa s inými neurónmi na základe prepojení, ktoré zdieľajú. Tento fenomén môžeme pozorovať aj v reálnom svete, najskôr pri nejakej sociálnej udalosti. Ak sme na oslave s kamarátom a on nás predstaví tretej osobe, je vyššia šanca, že sa s touto osobou skamarátime, ako keby sme sa s ňou stretli samostatne.
“Každý sa zhoduje na tom, že tieto mechanizmy sú základom neurológie a dejú sa. V našej práci sme však dokázali, že ak sa na dáta pozrieme opatrne a kvantitatívne, môžeme vidieť, ako sa tieto fenomény ukážu naprieč celou radou odlišných organizmov,” vysvetlila Caroline Holmes, spoluautorka štúdie.
Autori výskumu zároveň upozorňujú, že čo sa týka neurónových prepojení v mozgu, náhoda stále môže hrať nejakú úlohu. Neuróny sa občas od seba odpoja a vznikajú iné prepojenia. Slabé pripojenia zanikajú a silné spojenia môžu vznikať na iných miestach. Keď vedci pridali do modelu aspekt náhodnosti, prekvapivo sa zlepšila jeho presnosť.
Komentáre