Портал психологических новостей RSS подписка Возрастная категория 16+
 

Изучение синапсов позволит оценить возможности памяти

Исследователи из Института биологических исследований Солка вместе с соавторами обнаружили, что возможности памяти гораздо больше, чем принято считать. Их работа поможет приблизиться к ответу на вопрос, как мозг достигает такой энергетической эффективности.

Наши воспоминания и мысли представляют собой результат электрической и химической активности мозга. Основная активность происходит в клетках мозга – нейронах, имеющих отростки: аксон, по которому импульс передается от тела нейрона на другие клетки, и дендриты, получающие импульсы от других нейронов. Нервный импульс передается от аксона одного нейрона на дендрит другого в месте контакта, который называется синапсом. Сигнал в синапсе передается с помощью химического вещества – нейротрансмиттера. У каждого нейрона есть тысячи синапсов с тысячами других нейронов. Синапсы до сих пор изучены не полностью, при том, что нарушения их работы могут привести к огромному количеству неврологических заболеваний.

Команда исследователей создала 3D – реконструкцию ткани гиппокампа (структуры, связанной с памятью) крысы, и обратила внимание на то, что в некоторых случаях единственный аксон одного нейрона образовывал два синапса на единственном дендрите второго нейрона. Это может означать, что передача импульса дублируется.

В гиппокампе такое дублирование наблюдается приблизительно в 10% случаев. Сначала исследователи не обратили на это особого внимания, но затем у них возникла идея: если оценить разницу между двумя очень похожими синапсами, то можно подобраться к точной оценке размеров синапсов, которые до сих пор классифицировали только на крупные, средние и мелкие. Для этого использовали микроскопию с большим разрешением и алгоритмы подсчета, разработанные для визуализации тканей мозга крысы на наномолекулярном уровне. К удивлению ученых, оказалось, что различия в размерах таких парных синапсов составляли лишь около 8%, и можно выделять не три, а около 26 категорий размеров синапсов. Таким образом, существует приблизительно в 10 раз больше типов синапсов, чем считалось ранее, а значит, в клетках гиппокампа может храниться гораздо больше информации. Возможности памяти зависят от размера синапсов, и поэтому разницу в 8% можно было использовать в алгоритмических моделях для оценки количества информации, которую потенциально могут содержать синаптические связи. 

Усложняет подсчеты тот факт, что синапсы гиппокампа ненадежны. Во время передачи импульса от одного нейрона к другому последний обычно активируется лишь в 10-20% случаев. Как точность работы мозга достигается при помощи таких ненадежных синапсов, остается загадкой. Один из возможных ответов – постоянная корректировка работы синапсов и усреднение их активности за промежуток времени.

Используя полученную информацию, ученые подсчитали, что для синапсов самого маленького размера изменение в размере и способности проведения вызывает около 1500 случаев активации (это происходит за 20 минут), а для наиболее крупных синапсов изменение способна вызвать всего лишь пара сотен событий активации (для этого требуется 1-2 минуты). Это означает, что в срок от 2 до 20 минут синапсы меняют свой размер на больший или меньший. Так они настраиваются в зависимости от получаемых сигналов.

Эта работа может открыть новые страницы в изучении формирования памяти и обучения. Исследование порождает новые вопросы. Например, подчиняются ли таким же правилам синапсы в других участках мозга, и меняются ли эти правила в процессе обучения и развития.

Источник: sciencedaily.com 


 
Медиа: обзоры
Деперсонализация видео 13 января 2023

Деперсонализация

Творчество, креативность, одаренность: вебинар видео 6 декабря 2022

Творчество, креативность, одаренность: вебинар

«Мозговые механизмы памяти». Лекция Станислава Козловского видео 29 ноября 2022

«Мозговые механизмы памяти». Лекция Станислава Козловского

Как стать психологом. Что такое профессия "психолог"? видео 22 ноября 2022

Как стать психологом. Что такое профессия "психолог"?

Awareness Day 2022. Smith Magenis syndrome. видео 11 ноября 2022

Awareness Day 2022. Smith Magenis syndrome.

Все медиа-обзоры  |  RSS

с 13 декабря 2022
по 17 января 2023
Москва
Онлайн-проект «Как помочь себе в сложных ситуациях?»