Нервните клетки работят с вътрешен усилвател

Защо нервните клетки реагират на стените на плаката и белите стени по един и същи начин

С всяко движение средата се движи в противоположни посоки. Изчисляват се нервните клетки
чете на глас

Обикновено разпознаваме собственото си движение по факта, че структурите в нашето зрително поле ни подминават. Как нервните клетки изчисляват движението от този „оптичен поток“, сега е изяснено. Изследването им, публикувано в "Neuron", разкрива, че противно на предишните предположения, процесите вътре в нервните клетки също са от решаващо значение за това.

Хората и мухите имат много общо - разчитат силно на очите си, за да се ориентират в стаята. Това работи изключително надеждно, въпреки че визуалните впечатления постоянно се променят. Например, ако мина покрай бяла стена, мога да видя малката

Неравности, които протичат в посока на погледа ми, че продължавам напред. Ако сега мина покрай ярко оцветен билборд, множество цветове и структурни промени ще ми минат очите. Въпреки че визуалната информация е много различна, и в двата случая съм надеждно наясно, че се движа напред с определена скорост. По този начин, при по-внимателна проверка, ежедневието се оказва забележително постижение на нашия мозък.

Летя като модел

За да разберат как нервните клетки обработват оптичната информация, невробиолозите обикновено изучават мозъка на мухите. Предимството е очевидно: Мухите са майстори в обработката на оптични движения и мозъкът им е сравнително управляем. Така може да се изследва функцията на всяка отделна нервна клетка в мрежа. В лабораторни експерименти учените показват, че мухите се движат с шарени шарки и измерват реакциите на отделните нервни клетки. По този начин се появиха модели, които описват много добре на какъв стимул реагира нервната клетка и какво предава на следващите клетки. Тези модели обаче се провалиха, когато моделите, които играеха, варираха значително по своята сложност.

Досега нервни клетки като "черна кутия"

„Моделите разглеждаха само връзката вход-изход на нервните клетки; като дисплея на сигналите

обработка в рамките на клетката, това няма значение ", обяснява Александър Борст, който се присъедини

неговият отдел в Института по невробиология на Макс Планк в Мартинсрид процесите в мозъка на мухата

разгледа. Самата клетка се третира като един вид „черна кутия“. Колегите му Франц Вебер и Кристиан Маченс от Ecole Normale Superieure в Париж вече показаха, че процесите вътре в нервната клетка също са важни. Те разработиха модел, който отчита както функцията (вход / изход), така и биофизичните свойства на клетката.

Същата реакция въпреки различните модели на точки

В своите експерименти Вебер показва летящи движещи се точки с различна плътност на точките и активността на техните нервни клетки. Оказа се, че нервните клетки реагират по същия начин при висока и ниска точка на плътност. Това е изумително, тъй като в няколко точки нервната клетка получава много по-малко информация за визуално движение, отколкото при висока плътност на точката. Пренесено на хората, това съответства на преминаването покрай бялата стена и цветния билборд.

Очевидно клетките компенсират разликите във входните сигнали чрез вътрешен усилвател. Сега невробиолозите включиха това усилване на сигнала в своите изчисления и разработиха нов модел от него. Това сега много уверено описва поведението на нервните клетки на мрежата, без значение колко сложен е светът около мухата или около нас .

(Институт по невробиология на Макс Планк, 26.08.2010 г. - НПО)