Исследователи провели углубленный анализ того, как сенсорные сигналы передаются и обрабатываются в нейронах различных частей мозга, и последние исследования были опубликованы в журналах Cell Reports и Frontiers in Cellular Neuroscience. Эксперименты проводились на анестезированных крысах.
«Мы сразу же поняли, что наши результаты сильно отклоняются от общепринятого мнения о том, что разные части мозга отвечают за разные специфические функции», – говорит Хенрик Йорнтелл, один из исследователей, стоящих за исследованием.
Исследования проливают новый свет на то, как мозг обрабатывает сигналы о нашем опыте окружающего мира.
"Согласно преобладающему представлению о мозге, известному как функциональная локализация, мозг работает как набор переключателей: разные части мозга отвечают за разные функции.
Эту теорию, безусловно, легко понять, но когда мы измеряем уровни активности в отдельных нейронах, мы получаем другую картину, которая указывает на то, что функции на самом деле обрабатываются более глобально всем мозгом », – говорит Хенрик Йорнтелл.
Знание того, как мозг управляет информацией на уровне отдельных нейронов, важно для понимания того, как возникают неврологические заболевания, поскольку они часто включают нарушение передачи информации между нейронами.
Отпечаток сенсорных сигналов в мозгу
Исследователи использовали методы, которые позволили им очень точно наблюдать, какие сенсорные сигналы были отправлены между различными нейронами в сети мозга.
Среди прочего, они генерировали сигналы прикосновения через протез пальца с синтетической чувствительностью кожи, метод, который позволял им посылать точно такие же сигналы в каждом эксперименте. Благодаря этому новому подходу исследователи смогли проанализировать, как сигналы касания обрабатывались отдельными нейронами в различных частях мозга со значительно более высоким разрешением, чем это было возможно ранее.
«Эксперименты показали, что все части мозга, которые мы исследовали, были задействованы и обрабатывали сигналы, генерируемые прикосновением, и что различия в информации между разными нейронами означают, что они дополняют друг друга, создавая богатую картину или восприятие», – говорит Хенрик Йорнтелл. , исследователь мозга в Лундском университете.
Один нейрон, несколько функций и единая сеть
Объяснительная модель исследователей состоит в том, что вся обработка информации осуществляется как будто через единую сеть, и что нейроны в мозге на практике выполняют частично разные функции от одной ситуации к другой.
"Каждый отдельный нейрон задействован в большом количестве различных функций. Поскольку он тесно связан с очень большим количеством других нейронов, функция, которую один нейрон выполняет в конкретной ситуации, будет определяться тем, что другие нейроны, с которыми он связан, делают в данный момент », – говорит Хенрик Йорнтелл.
Он думает, что это может объяснить ранее сбивающее с толку наблюдение о том, что незначительные травмы головного мозга или потеря нейронов часто остаются незамеченными.
"Сеть мозга учится решать те же задачи, создавая частично новые совместные группы нейронов, что позволяет ей обходить поврежденную нервную ткань без ощутимой потери функции. Я считаю, что эти результаты могут означать новый мир многообещающего терапевтического потенциала для многих различных состояний.
Поскольку в случае серьезных травм головного мозга часто остается обширная скрытая емкость мозга, можно представить, что можно было бы добиться большего восстановления, если бы мы могли научить мозг формировать новые совместные группы нейронов », – говорит Хенрик Йорнтелл.