Digital versus controle analógico sobre a inibição cortical no cérebro

No córtex cerebral, o equilíbrio entre a excitação (neurônios piramidais) e inibição (interneurônios) é pensado para ser mediado pelo principal modo de comunicação neuronal: "tudo-ou-nada" potenciais de ação, ou espigas. No entanto, o grupo do Dr. Yousheng Shu de investigação no Instituto de Neurociência da Academia Chinesa de Ciências descobriram uma nova estratégia em que o córtex cerebral pode manter esse equilíbrio, mostrando que a quantidade de inibição depende dos potenciais de membrana (Vm) em células piramidais , o que representa uma estratégia de "analógico". Seus resultados são publicados na versão online, jornal do acesso aberto PLoS Biology. O córtex é constituído por redes recorrentes, onde as células piramidais enviar potenciais de ação para baixo seus axônios para excitar interneurônios, que por sua vez, inibem as células piramidais através disynaptic potenciais pós-sinápticos inibitórios (IPSPs). Este processo vai-e-vem serve para manter uma excitação estável / taxa de inibição cortical críticos para o funcionamento adequado. Na visão clássica, estes potenciais de ação são entregues se e somente se a máquina virtual cruza um determinado limiar e são invariáveis ​​em sua forma, que é a moda, tudo-ou-nada de rápida a comunicação neurônio-neurônio. Mas há um componente analógico? Usando a gravação de dois pares de células piramidais dentro de um circuito de repetição, Shu e seus colegas descobriram que uma ligeira mudança positiva (despolarização) em Vm da primeira célula piramidal poderia aumentar o IPSPs disynaptic recebidos por segundo. Em outras palavras, este estudo fornece a primeira evidência que demonstra que uma mudança de analógico de excitação pode regular a inibição do feedback, com as operadoras de informação não estereotipada. "Este tipo de regulação pode ser um mecanismo fundamental para o córtex para manter um equilíbrio dinâmico de excitação e inibição, além de gerar ritmos adequados cortical em diferentes estados comportamentais", disse Shu, "pode ​​também desempenhar um papel importante na prevenção de anormal atividades corticais, incluindo a atividade epileptiforme durante as crises. " Portanto, estudos futuros podem se concentrar em saber se a modulação Vm-dependente da inibição tem um impacto sobre o processamento da informação tanto em condições normais e patológicas, e se as influências de sinalização analógica a operação de outros circuitos corticais. No entanto, em que medida estes resultados podem influenciar a estrutura conceitual de um "cérebro digital" ainda está aberta a novas investigações computacionais e teóricas.

Fonte: ScienceDaily
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110322172217.htm

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