Ученые на протяжении десятилетий хотели узнать, как нервные клетки в мозгу взаимодействуют между собой через большие расстояния. Реакция нейронов или отдельных клеток на поступающие импульсы, в принципе, не позволяет осуществлять связь на большие расстояния. Ученые из Германии и Франции сегодня предоставили ответ, как мозг может функционировать за счет использования силы резонанса.
Исследователи в журнале PLoS Computational Biology пишут, что способность нейронов резонировать усиливает колебания нервных клеток, что позволяет передавать сигналы на расстоянии гораздо дальше, чем при отсутствии резонанса. Они создали компьютерную модель сетей нервных клеток, и проанализировали ее свойства при распространения сигнала.
Ранее предположение, как информация проходит через мозг, имела изъяны и была биологически неправдоподобной.
Исследователи Gerald Hahn и Alejandro F. Bujan обнаружили, что резонанс может быть ключом к их связи с относительно небольшими и слабыми соединениями. Не все нервные клетки возбуждают другие клетки; некоторые подавляют активность других. Это означает, что активность может колебаться вокруг определенного уровня активности как результат взаимодействия возбуждения и торможения. Нейроны, как правило, предпочитают частоты, на которых колебания особенно сильны, подобно тому, как натянутая струна на скрипке предпочитает определенную частоту. Если активность находится в этой частоте, импульсы распространяются гораздо дальше. Ученые отмечают, комбинации колебательных сигналов вместе с резонансом, индуцированным усилением, может быть единственно возможной формой связи в определенных случаях. Они также предполагают, что способность изменять свои предпочтительные частоты играет роль в том, как информация по-разному обрабатывается в мозге.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Hahn, Gerald; Bujan, Alejandro F.; Frégnac, Yves; Aertsen, Ad; Kumar, Arvind (2014) Communication through Resonance in Spiking Neuronal Networks // PLoS Computational Biology – vol. 10 (8) – p. 16
