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Gehirn hat die mehr als 100mal höher Computerkapazität, als vorher gedacht, UCLA-Wissenschaftler sagen Sie

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Dendriten fanden, um fast 10 elektrochemischere Spitzen der Zeiten als Neuronzellkörper zu erzeugen

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Das Gehirn hat die mehr als 100mal höher Computerkapazität, als vorher gedacht wurde, ein UCLA-Team entdeckt hat.

Schlägt die Neurologie Obsoleting ist Lehrbücher, findenes dieses, dass unsere Gehirne analoge und Digitalrechner sind und zu neue Konzepte für die Behandlung von neurologischen Erkrankungen und das Entwickeln von Gehirn ähnlichen Computern führen konnten, nach Ansicht der Forscher vor.

Illustration des Neurons und der Dendriten. Dendriten empfangen elektrochemische Anregung (über die Synapsen, nicht hier gezeigt) von den Neuronen (nicht hier gezeigt) und verbreiten diese Anregung zum Neuronzellkörper (Soma). Ein Neuron sendet elektrochemische Anregung über einen Neurit, um andere Neuronen über telodendria (purpurrot, recht) am Ende des Neurits und der Synapsen verbunden zu sein (nicht hier gezeigt). (Kredit: Quasar/CC).

Dendriten haben als einfache passive Rohre von Signalen gegolten. Aber, indem es mit Tieren arbeitete, die sich frei bewegten, zeigte das UCLA-Team, dass Dendriten tatsächlich elektrisch aktiv sind — Erzeugung fast 10mal mehr Spitzen als der Soma (Neuronzellkörper).

Ändert grundlegend unser Verständnis der Gehirnberechnung

Das Finden, berichtet in der Frage am 9. März der Zeitschrift Wissenschaft, Herausforderungen der langgehaltene Glaube, der im Soma festnagelt, sind die Primärweise in, welcher Vorstellungs-, Lernen- und Gedächtnisbildung auftreten.

„Dendriten bilden mehr, als 90 Prozent des Nervengewebes,“ sagte UCLA-neurophysicist Mayank Mehta, der ältere Autor der Studie. „Wissend sind sie viel aktiver, als der Soma grundlegend die Art unseres Verständnisses ändert von, wie das Gehirn berechnet Informationen.“

„Dieses ist eine bedeutende Abfahrt von, welchen Neurologen für ungefähr 60 Jahre geglaubt haben,“ sagte Mehta, einen UCLA-Professor von Physik und von Astronomie, von Neurologie und von Neurobiologie.

Weil die Dendriten fast 100mal im Volumen als die neuronalen Mitten größer sind, sagte Mehta, die große Anzahl von stattfindenen den Baumspitzen könnte, dass das Gehirn mehr als, 100hat mal bedeuten die Computerkapazität, als vorher gedacht wurde.

Studie mit beweglichen Ratten ermöglichte Entdeckung

Vorhergehende Studien sind auf stationäre Ratten begrenzt worden, weil Wissenschaftler gefunden haben, dass das Legen von Elektroden in die Dendriten selbst, während die Tiere sich bewegten, wirklich jene Zellen tötete. Aber das UCLA-Team entwickelte eine neue Technik, die miteinbezieht, die Elektroden nahe zu setzen, eher als herein, die Dendriten.

Unter Verwendung dieser Annäherung maßen die Wissenschaftler die Tätigkeit der Dendriten für bis vier Tage in den Ratten, die sich innerhalb eines großen Labyrinths frei wurden bewegen lassen. Maße von der hinteren parietalen Rinde nehmend, fand das Teil des Gehirns, das eine Schlüsselrolle in der Bewegungsplanung spielt, die Forscher weit mehr Tätigkeit in den Dendriten als in den Somas — ungefähr fünfmal da viele Spitzen, während die Ratten schliefen und bis 10da viele mal, als sie erforschten.

Den Soma betrachten, um zu verstehen, wie die Kopfarbeit einen Rahmen für zahlreiche medizinische und wissenschaftliche Fragen zur Verfügung gestellt hat — von der Diagnose und von der Behandlung von Krankheiten zu, wie man Computer errichtet. Aber, Mehta sagte, basierte dieser Rahmen, unter der Bedingung, dass der Zellkörper die Entscheidungen trifft, und dass der Prozess digital ist.

„Was wir fanden, anzeigt, dass solche Entscheidungen in den Dendriten weit häufig als im Zellkörper getroffen werden und dass solche Berechnung nicht gerade digital ist, aber auch analog,“ sagte Mehta. „Wegen der technologischen Schwierigkeiten, Forschung in der Gehirnfunktion hat in großem Maße sich auf den Zellkörper konzentriert. Aber wir haben die geheimen Leben von Neuronen, besonders in den umfangreichen neuronalen Niederlassungen entdeckt. Unsere Ergebnisse im Wesentlichen ändern unser Verständnis von, wie Neuronen rechnen.“

Finanzierung wurde von University of California zur Verfügung gestellt.

Komplettes Neuronzelldiagramm (Kredit: LadyofHats/CC)

Zusammenfassung der Dynamik des kortikalen Baummembranpotentials und -spitzen, wenn frei Ratten benommen werden

Neurale Tätigkeit in vivo wird hauptsächlich mit extrazellularen körperlichen Spitzen gemessen, die begrenzte Informationen über neurale Berechnung liefern. Folglich zu notieren ist notwendig, von den neuronalen Dendriten, die Baumaktionspotentiale (DAP) erzeugen und profund neurale Berechnung und Plastizität beeinflussen. Wir maßen die neocortical mögliche unter- und Suprathresholdbaummembran (DMP) von den mutmaßlichen distalen-höchst Dendriten unter Verwendung der Tetroden, wenn wir uns frei Ratten in mehrfachen Tagen mit einem hohen Maß zeitlicher Entschließung der Stabilität und der Untermillisekunde benahmen. DAP-Zündungsrate war einige größere als körperliche Rate der Falte. DAP-Rate wurde durch subthreshold DMP-Schwankungen moduliert, die weit größer als DAP-Umfang waren und klagte hybride, analog-digitale Kodierung in den Dendriten an. Parietales DAP und DMP stellten die ichbezogenen räumlichen Karten aus, die mit Pyramidenzellen vergleichbar sind. Diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen für neurale Kodierung und Plastizität.