Hogyan értelmezi az agy a releváns és irreleváns információkat

A ránk érkező információsávval - valamint az egyre zajosabb világgal - honnan tudhatjuk, mi a fontos és mi nem?

Egy új tanulmány bemutatja, hogy az agy hogyan választja el a releváns és a lényegtelen információkat.

"Mindennapi életünk szempontjából kritikus fontosságú, hogy agyunk feldolgozza a legfontosabb információkat a számunkra bemutatottak közül" - mondta Dr. Xiao-Jing Wang, a New York-i Egyetem és a New York-i Sanghaji Egyetem idegtudományának globális professzora és a tanulmány vezetője szerző.

"Az agy rendkívül bonyolult idegi körében egy kapuzási mechanizmusnak kell lennie ahhoz, hogy a releváns információkat a megfelelő helyre, a megfelelő időben továbbítsa."

A számítási modellen alapuló elemzés a gátló idegsejtekre összpontosít - az agy forgalmi zsarukra, amelyek segítenek biztosítani a bejövő ingerekre adott megfelelő neurológiai reakciókat azáltal, hogy elnyomják más idegsejteket, és az ingerlő neuronok egyensúlyának megteremtésén fáradoznak, amelyek célja az idegsejtek aktivitásának stimulálása.

"A modellünk az agyi áramkör egyik alapvető elemét használja, amely többféle gátló neuront tartalmaz, ennek a célnak a megvalósításához" - magyarázta Wang. "Számítási modellünk azt mutatja, hogy a gátló idegsejtek lehetővé teszik az idegi áramkör átjutását az információ meghatározott útvonalaiban, miközben kiszűrik a többit."

Az elemzés során, amelyet Guangyu Robert Yang, a Wang laboratóriumának doktorjelöltje vezetett, a kutatók olyan modellt dolgoztak ki, amely a gátló neuronok bonyolultabb szerepét térképezi fel, mint azt korábban javasolták.

Különösen érdekes volt a csapat számára a gátló idegsejtek egy speciális altípusa, amely az ingerlő idegsejtek dendritjeit célozza meg - egy neuron összetevőit, ahol más idegsejtekből származó bemenetek találhatók. Ezeket a dendrit-célzó gátló neuronokat egy szomatosztatin nevű biológiai marker jelöli, és a tudósok szelektíven tanulmányozhatják.

A kutatók azt javasolták, hogy ne csak az idegsejtek összes bemenetét, hanem az egyes utakból származó bemeneteket is ellenőrizzék, például a látó- vagy a hallási utakat, amelyek konvergálnak egy idegsejtbe.

"Ezt nehéznek gondolták, mert a gátló idegsejtektől a gerjesztő idegsejtekig tartó kapcsolatok sűrűnek és strukturálatlannak tűntek" - mondta Yang. "Vizsgálatunk meglepő megállapítása, hogy az út-specifikus kapuzáshoz szükséges pontosságot gátló idegsejtek képesek megvalósítani."

A kutatók számítási modellekkel igazolták, hogy a látszólag véletlenszerű kapcsolatok mellett is ezek a dendritre célzó idegsejtek átjárhatják az egyes utakat azáltal, hogy igazodnak a gerjesztő bemenetekhez különböző utakon keresztül. Megmutatták, hogy ez az összehangolás megvalósítható a szinaptikus plaszticitással, az agy mechanizmusával a tapasztalaton keresztül történő tanuláshoz.

A tanulmány a folyóiratban jelent meg Nature Communications.

Forrás: New York University