Cum analizează creierul informațiile relevante și irelevante

Odată cu ploaia de informații care ne vine - precum și cu o lume din ce în ce mai zgomotoasă - de unde știm ce este important și ce nu?

Un nou studiu arată cum creierul separă informațiile relevante de cele irelevante.

„Este esențial pentru viața noastră de zi cu zi ca creierul nostru să proceseze cele mai importante informații din tot ceea ce ni se prezintă”, a spus dr. Xiao-Jing Wang, profesor global de știință neuronală la New York University și New York University Shanghai și senior al studiului autor.

„În cadrul unui circuit neuronal extrem de complicat din creier, trebuie să existe un mecanism de închidere pentru a direcționa informațiile relevante către locul potrivit la momentul potrivit”.

Analiza, bazată pe un model de calcul, se concentrează pe neuronii inhibitori - polițiștii din traficul creierului care ajută la asigurarea unor răspunsuri neurologice adecvate la stimulii primiți prin suprimarea altor neuroni și acționând pentru echilibrarea neuronilor excitatori, care au ca scop stimularea activității neuronale.

Modelul nostru utilizează un element fundamental al circuitului creierului, care implică mai multe tipuri de neuroni inhibitori, pentru a atinge acest obiectiv, a explicat Wang. Modelul nostru de calcul arata ca neuronii inhibitori pot permite un circuit neuronal sa intre in cai specifice de informatii in timp ce filtreaza restul.

În cadrul analizei, condusă de Guangyu Robert Yang, candidat la doctorat în laboratorul lui Wang, cercetătorii au conceput un model care trasează un rol mai complicat pentru neuronii inhibitori decât fusese sugerat anterior.

Un interes deosebit pentru echipă a fost un subtip specific de neuroni inhibitori care vizează dendritele neuronilor excitatori - componentele unui neuron unde sunt localizate intrările de la alți neuroni. Acești neuroni inhibitori care vizează dendrita sunt etichetați de un marker biologic numit somatostatină și pot fi studiați selectiv de către oamenii de știință.

Cercetătorii au propus că nu numai că controlează intrările globale către un neuron, ci și intrările din căile individuale, de exemplu, căile vizuale sau auditive care converg către un neuron.

Acest lucru a fost considerat a fi dificil, deoarece conexiunile de la neuroni inhibitori la neuroni excitatori au parut dens si nestructurat, Yang a spus. O descoperire surprinzătoare din studiul nostru este că precizia necesară pentru căile specifice de porți poate fi realizată de neuronii inhibitori.

Cercetătorii au folosit modele de calcul pentru a arăta că, chiar și cu conexiunile aparent aleatorii, acești neuroni care vizează dendrita pot deschide căi individuale prin alinierea cu intrările de excitare prin căi diferite. Au arătat că această aliniere poate fi realizată prin plasticitatea sinaptică, un mecanism cerebral pentru învățarea prin experiență.

Studiul a fost publicat în jurnal Comunicări despre natură.

Sursa: Universitatea din New York