Мозг работает не так, как считалось ранее: сенсационное открытие о функциях нейронов

Исследователи пришли к выводу, что большинство нейронов головного мозга не выполняют только одну узкую функцию, а одновременно реагируют на сочетание сенсорной информации, движений и процессов принятия решений. В то же время действительно специализированные нейроны встречаются преимущественно в первичных сенсорных областях коры, в частности в зрительной коре.

Об этом сообщает SciTechDaily со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Nature.

Масштабное исследование более 14 тысяч нейронов

В ходе исследования международная группа ученых проанализировала активность более 14 тысяч отдельных нейронов в 43 участках коры головного мозга мышей. Полученные результаты свидетельствуют о том, что подавляющее большинство нервных клеток не ограничивается выполнением одной конкретной функции.

В то же время нейроны одновременно кодируют различные типы информации, реагируя на сенсорные сигналы, двигательную активность, процесс выбора, ожидание вознаграждения и другие факторы.

По словам одного из авторов исследования, профессора Колумбийского университета Стефано Фуси, традиционное представление о мозге как о механизме, в котором каждый нейрон имеет четко определенное назначение, больше не соответствует современным данным.

«Мозг работает не так. Зато большинство нейронов способны демонстрировать огромное разнообразие реакций, и это помогает мозгу решать огромное количество различных задач», — отметил исследователь.

Специализированные нейроны остаются исключением

В то же время исследователи подтвердили существование узкоспециализированных нейронов, однако они сосредоточены преимущественно в первичных сенсорных зонах коры головного мозга.

Самый яркий пример — первичная зрительная кора, где отдельные нейроны стабильно реагируют на конкретные визуальные характеристики.

Однако по мере перехода к участкам мозга, отвечающим за более сложную обработку информации, такая специализация практически исчезает. Там преобладают универсальные нейроны, каждый из которых реагирует на свою собственную комбинацию различных сигналов.

«Мы не говорим, что специализированных нейронов не существует. Мы говорим, что они являются исключениями. Они не являются правилом», — подчеркнул Фуси.

Новый взгляд на работу мозга

Авторы работы считают, что полученные результаты меняют подход к пониманию работы коры головного мозга.

В отличие от модели, в которой отдельные клетки отвечают лишь за одну функцию, исследование показывает, что информация обрабатывается целыми популяциями нейронов, каждый из которых участвует сразу в нескольких процессах.

Именно такая многомерная организация, по мнению ученых, делает мозг чрезвычайно гибким, позволяет быстро адаптироваться к новым ситуациям и эффективно решать широкий спектр задач.

Исследователи также предполагают, что новое понимание принципов работы нейронных сетей в будущем может помочь лучше объяснить механизмы развития неврологических и психических заболеваний, которые могут быть связаны не со сбоем отдельных клеток, а с нарушением взаимодействия больших групп универсальных нейронов.

Напомним, ученые выяснили, что мозг не просто воспроизводит пережитые события во сне, а сочетает их с воображением, эмоциями и ожиданиями, создавая новые сюжеты.