New "Mini- neuronalen Computers im Gehirn entdeckt

    Neurowissenschaftler haben herausgefunden, dass Dendriten - Branchenartige Vorsprünge von Nervenzellen im Gehirn - die bisher dachten, passiv zu sein , aktiv Informationen verarbeiten . Die Entdeckung dieser so genannte Mini -Hirn- Computer könnte ein besseres Verständnis von neurologischen Erkrankungen bieten .

    Neurowissenschaftler an der University College London (UCL ) im Vereinigten Königreich und der University of North Carolina (UNC) in Chapel Hill machte diese Entdeckung , die vor kurzem in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde , nach Jahren der Forschung .

    "Plötzlich , es ist , als ob die Rechenleistung des Gehirns, ist viel größer , als wir ursprünglich gedacht hatten ", sagt Spencer Smith , Professor von der UNC School of Medicine.

    Das Team Notizen bisherigen Forschung hat gezeigt, dass Dendriten verwenden Moleküle unterstützen elektrischen Spitzen in Axone - Nervenfasern, die direkte elektrische Impulse vom Zellkörper - in elektrische Spannungsspitzen selbst erstellen.

    Es war jedoch nicht klar, ob unsere normale Aktivität des Gehirns nutzt diese Spitzen von dendrites.The Neurowissenschaftler fanden heraus, dass Dendriten nicht aktiv verarbeiten neuronale Eingangssignale auf ihre eigenen, als amtierender "Mini- neuronalen Computern. "

    Lokale Verarbeitung innerhalb Dendriten

    Um dies zu demonstrieren , die beiden Wissenschaftlerteams auf beiden Seiten des Atlantiks führten eine Reihe von Experimenten, die detaillierte Jahre überspannt .

     Mini neuronalen Computer
    Eine Pipette nach einem Dendriten im Gehirn einer Maus ermöglichte den Forschern , um elektrische Aktivität zu messen , wie einem dendritischen Dorn befestigt . Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Spencer Smith .

    Durch das Anbringen mikroskopischen Glaspipette Elektroden zu einer neuronalen Dendriten im Gehirn einer Maus , konnte das Team zu "hören ", um die elektrische Signalisierung .

    Nach dem Start in Senior-Autor Michael Hausser Labor an der UCL , das Team von UNC setzte die Forschung durch die Aufnahme von elektrischen Signalen von Dendriten im Gehirn von Mäusen , die entweder wach oder narkotisierten waren .

    Dann, während die Mäuse angesehen visuelle Reize auf einem Bildschirm , beobachteten die Wissenschaftler ein seltsames Muster der elektrischen Signale in den Dendriten .

    Im Ergebnis fanden sie, dass in Abhängigkeit von der visuellen Stimulus die Mäuse angesehen , die dendritischen Spitzen " aufgetreten selektiv ", zeigt, dass die Dendriten wurden Verarbeiten , was das Tier wurde sehen .

    Wenn die Team gefüllt Neuronen mit Kalzium Farbstoff , waren sie in der Lage, sichtbaren Beweis der dendritischen Dornen aufzunehmen, aufschlussreich, dass Dendriten feuerte elektrische Spannungsspitzen , während andere Teile des Neurons nicht.

    Smith stellt fest, dass die Spitzen resultierte aus lokalen Verarbeitung in den Dendriten :

    "All die Daten, auf die der gleichen Schlussfolgerung Die Dendriten sind keine passiven Integratoren von SinnesgesteuerteEingabe; . . Sie scheinen, eine Recheneinheit wie auch sein "

    Auswirkungen auf die neurologische Erkrankungen

    Die Forscher sagen , dass ihre Erkenntnisse könnten den Weg der Wissenschaft denkt, wie neuronalen Schaltkreise wirkt im Gehirn verändern .

    "Stellen Sie Reverse Engineering ein Stück Alien-Technologie ", sagt Smith , " und was Sie dachten, war einfach Verkabelung stellt sich heraus, Transistoren , die Informationen zu berechnen . Das ist, was diese Feststellung ist wie . Die Auswirkungen sind spannend zu denken. "

    Das Team von UNC plant weitere Forschung in , was das neu entdeckte Rolle der Dendriten könnten in Gehirn-Schaltung spielen zu können , insbesondere unter Bedingungen, wo die Integration von dendritischen Signale können nicht richtig funktionieren.

    Spencer Smith erklärte Medical News Today , wie Erkenntnisse seines Teams kann dazu beitragen, die medizinische Gemeinschaft besser zu verstehen, neurologische Erkrankungen :

    "Es ist enorm schwierig, Therapien für neurologische Erkrankungen wie Autismus und Entwicklung Schizophrenie , Weil wir nicht verstehen, wie die gesunden Hirnfunktionen , geschweige denn , was falsch in dieser Krankheiten geht . So Grund Neurowissenschaften Forschung, wie unsere Studie , ist ein wesentlicher Schritt auf dem langen Weg zu neuen Behandlungsmethoden . Dies ist eine große Motivation für Präsident Obamas BRAIN Initiative . "

    Er fügte hinzu , dass, wenn andere zukünftige Forschung " zeigt, dass einige Krankheiten haben dysfunktionalen dendritischen Spick als Bestandteil , dann könnte es möglich sein, Anwendungen zu entwickeln , weil es viele Medikamente, die die elektrische Aktivität von Nervenzellen beeinflussen können. "