Мозок працює не так, як вважали раніше: сенсаційне відкриття про функції нейронів

Дослідники дійшли висновку, що більшість нейронів головного мозку не виконують лише одну вузьку функцію, а одночасно реагують на поєднання сенсорної інформації, рухів і процесів ухвалення рішень. Водночас справді спеціалізовані нейрони трапляються переважно у первинних сенсорних ділянках кори, зокрема у зоровій корі.

Про це повідомляє SciTechDaily з посиланням на дослідження, опубліковане в журналі Nature.

Масштабне дослідження понад 14 тисяч нейронів

Під час роботи міжнародна група науковців проаналізувала активність понад 14 тисяч окремих нейронів у 43 ділянках кори головного мозку мишей. Отримані результати свідчать, що переважна більшість нервових клітин не обмежується виконанням однієї конкретної функції.

Натомість нейрони одночасно кодують різні типи інформації, реагуючи на сенсорні сигнали, рухову активність, процес вибору, очікування винагороди та інші чинники.

За словами одного з авторів дослідження, професора Колумбійського університету Стефано Фусі, традиційне уявлення про мозок як механізм, у якому кожен нейрон має чітко визначене призначення, більше не відповідає сучасним даним.

«Мозок працює не так. Натомість більшість нейронів можуть демонструвати величезне розмаїття реакцій, і це допомагає мозку вирішувати величезну кількість різних завдань», — зазначив дослідник.

Спеціалізовані нейрони залишаються винятком

Водночас дослідники підтвердили існування вузькоспеціалізованих нейронів, однак вони зосереджені переважно у первинних сенсорних зонах кори головного мозку.

Найяскравіший приклад — первинна зорова кора, де окремі нейрони стабільно реагують на конкретні візуальні характеристики.

Однак у міру переходу до ділянок мозку, відповідальних за складнішу обробку інформації, така спеціалізація практично зникає. Там переважають універсальні нейрони, кожен із яких реагує на власну комбінацію різних сигналів.

«Ми не кажемо, що спеціалізованих нейронів не існує. Ми кажемо, що вони є винятками. Вони не є правилом», — наголосив Фусі.

Новий погляд на роботу мозку

Автори роботи вважають, що отримані результати змінюють підхід до розуміння роботи кори головного мозку.

Замість моделі, у якій окремі клітини відповідають лише за одну функцію, дослідження свідчить, що інформація обробляється цілими популяціями нейронів, кожен із яких бере участь одразу в кількох процесах.

Саме така багатовимірна організація, на думку науковців, робить мозок надзвичайно гнучким, дозволяє швидко адаптуватися до нових ситуацій і ефективно розв’язувати широкий спектр завдань.

Дослідники також припускають, що нове розуміння принципів роботи нейронних мереж у майбутньому може допомогти краще пояснити механізми розвитку неврологічних і психічних захворювань, які можуть бути пов’язані не зі збоєм окремих клітин, а з порушенням взаємодії великих груп універсальних нейронів.

Нагадаємо, учені з’ясували, що мозок не просто повторює пережиті події уві сні, а поєднує їх з уявою, емоціями та очікуваннями, створюючи нові сюжети.