|  | 19 марта 2017 | Медицина

Ученые выяснили, что активность мозга и его "вычислительная мощность" могут быть в 100 раз выше, чем было принято считать ранее

Нервные клетки


Группа ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, проводя очередные исследования, наткнулась на факты, указывающие, что некоторая часть нейронов в головном мозге человека является гораздо более активной, нежели было принято считать ранее. Центром проведенных исследований являлись дендриты, отростки нервных клеток, напоминающих ветки деревьев, растущие из центральной части нейрона, так называемой сомы. Ранее считалось, что дендриты являются лишь проводниками, по которым электрические импульсы, формирующиеся в соме, передаются другим нейронам. Однако, новые исследования показали, что и сами дендриты являются активными частями нервной клетки, они способны вырабатывать собственные импульсы, интенсивность которых в 10 раз больше интенсивности соматических нервных импульсов.

Данное открытие вступает в противоречие с традиционным мнением о том, что основным видом деятельности, формирующим воспоминание и отвечающим за восприятие, являются именно соматические импульсы. "На долю дендритов приходится около 90 процентов от общего количества нервной ткани" - рассказывает Маянк Мехта (Mayank Mehta), нейрофизик из Калифорнийского университета, - "Факт того, что дендриты являются более активными, чем сома, коренным образом меняет все, что нам известно об обработке и хранении информации в мозге. А дальнейшие исследования в этом направлении должна дать нам большее понимание природы некоторых неврологических расстройств и психических заболеваний. Более того, такая информация будет крайне полезна для построения компьютеров, работающих подобно мозгу человека".

Помимо всего прочего, исследователи обнаружили, что дендриты способны вырабатывать электрические импульсы большей длительности и большего напряжения, нежели сома. С точки зрения обработки сигналов, импульсы, вырабатываемые дендритами, больше походят на аналоговые сигналы, в то время, как соматические импульсы в чем-то родственны цифровым импульсным сигналам, курсирующим по схемам электронных чипов.

Дендриты


"Мы выяснили, что дендриты являются гибридами, способными производить и аналоговые и цифровые вычисления. В этом они более подобны элементам квантовых компьютеров, которые можно рассматривать как элементы аналого-цифровой обработки информации" - рассказывает Маянк Мехта, - "Одним из фундаментальных принципов нейробиологии, державшимся на протяжении 60 лет, было утверждение о том, что нейроны в целом являются чисто "цифровыми устройствами". Однако мы доказали, что дендриты ведут себя несколько иным образом, в их деятельности, конечно присутствует "цифровая" составляющая, но вырабатываемые ими сигналы имеют еще и аналоговые колебания. И нам пока еще неизвестно, какая из этих частей играет главную роль в деятельности мозга".

Все вышесказанное указывает на то, что "вычислительная мощность" нашего мозга может быть в сто раз больше, чем было принято считать ранее, ведь суммарный объем дендритов в те же самые сто раз больше суммарного объема сомы нейронов.

В своих исследованиях калифорнийские ученые использовали электроды, внедренные в мозг подопытного животного. Электроды располагались так, что они проходили совсем рядом с дендритами, что позволяло измерить уровень их деятельности и прочие параметры. Следует отметить, что в предыдущих подобных исследованиях ученые пытались ввести электроды непосредственно в дендриты, что, по всей видимости, убивало их и делало невозможным проведение каких-либо измерений. При помощи сигналов, снимаемых с электродов, ученые нашли, что дендриты были в пять раз более активны, нежели сома, во время сна, и в десять раз - во время бодрствования подопытного животного.

"В связи с множеством технологических трудностей предыдущие исследования функций головного мозга были сосредоточены на исследованиях тела нервной клетки, сомы" - рассказывает Маянк Мехта, - "Нам удалось взглянуть на "секретные" аспекты жизни нейронов, и эти аспекты в корне изменят все то, что нам известно о функционировании нервных клеток и головного мозга в целом".




Ключевые слова:
Мозг, Нейрон, Сома, Дендрит, Активность, Импульс, Информация, Обработка, Активность

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый нейрочип, способный "маскироваться" под нервные клетки и зап ...
  • Ученым впервые удалось наблюдать и контролировать функционирование "новоро ...
  • Ученые успешно внедрили графеновые электроды в нейроны головного мозга
  • Новый инструмент позволяет ученым изучать особенности строения мозга с нано ...
  • Ученые обнаружили "генетический проводник", связанный с производством нов ...




  • 19 марта 2017 14:31
    #1 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 998
    Заголовок как всегда кричит:
    Ученые выяснили, что активность мозга и его "вычислительная мощность" могут быть в 100 раз выше, чем было принято считать ранее

    но статья лишь говорит о том, что:
    "Нам удалось взглянуть на "секретные" аспекты жизни нейронов, и эти аспекты в корне изменят все то, что нам известно о функционировании нервных клеток и головного мозга в целом"


    --------------------
        
    19 марта 2017 22:53
    #2 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 613
    beany85, всё правильно, раньше считалось, что для симуляции мозга нужно только сому и их связи правильно симулировать, теперь выяснилось что мозг "в 100 раз" больше вычислений делает, а значит предположения о его "компьютерной мощности" также выше. Что в свою очередь сильно сдвигает предсказания о том, какой нужен компьютер, чтобы полностью мозг симулировать, а ведь раньше заявлялось что суперкомпьютеры уже в 3 раза мощнее мозга человека..
        
    20 марта 2017 02:21
    #3 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 253
    Вычислительная способность мозга в миллион раз меньше возможностей калькулятора (за исключением отдельных индивидуумов). Попробуйте умножить 12783 на 17493 в уме. Калькулятор это сделает за доли секунды.
    А вот принять решение или "отрендерить" картинку мозг может быстрее любого суперкомпьютера. Поэтому ему (компу) даже автопилот на дорогах даётся с большим трудом.
        
    20 марта 2017 13:14
    #4 Написал: DSL115

    Публикаций: 0
    Комментариев: 73
    Чтото не особенно верные выводы делаются:
    1)Раньше считали по количеству "сомы" - т.е.10% мозга
    2)Добавление дендритов увеличило вычислительную массу клеток на порядок
    3) быстродействие дендритов в 10 раз выше (если интенсивность подразумевается как удельное количество импульсов, а не их сила)

    4) Но ведь соединение клеток не последовательное- это сеть, где каждая клетка связана МНОГОМИ связями с окружающими соседями. Разве это не геометрическая прогрессия?
    Может в миллионы и миллионы раз?

    Математики, каково ваше мнение?
        
    20 марта 2017 15:32
    #5 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 475
    Slifiette - Я смотрю у вас забористый боярышник продается. А по сколько пузырьков в одни руки отпускают...?
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.