Você pode me ouvir agora? Como os neurônios “decidem” como transmitir informações

Há bilhões de neurônios no cérebro e em qualquer momento, dezenas de milhares desses neurônios pode estar tentando enviar sinais uns aos outros. Muito parecido com uma pessoa que tenta ser ouvida pelo seu amigo em uma sala lotada, os neurônios precisam descobrir a melhor maneira de obter a sua mensagem seja ouvida acima do barulho. Pesquisadores do Centro para a base Neural da cognição, um programa conjunto entre a Carnegie Mellon University e da Universidade de Pittsburgh, encontrei duas maneiras que os neurônios isso, cria um mecanismo fundamental pelo qual os neurônios se comunicam. Os resultados foram publicados em uma edição em linha adiantada das continuações da National Academy of Sciences (PNAS). “Os neurônios enfrentam um dilema universal de comunicações. Eles podem falar e serem ouvidos por toda parte, ou eles podem falar individualmente e dizer mais. Ambos são importantes. Queríamos descobrir como os neurônios escolher entre essas estratégias”, disse Nathan Urbano, a Dr. Frederick A. Schwertz Distinguir Professor de Ciências Biológicas e chefe do Departamento de Ciências Biológicas da CMU. Os neurônios se comunicam através do envio de impulsos elétricos denominados potenciais de ação ou “picos”. Estes pontos de informação de código muito parecido com uma versão do código Morse com apenas pontos e sem traços. Grupos de neurônios pode optar por transmitir informações de duas maneiras: pela adição simultânea ou pela adição separadamente. Para descobrir como o cérebro decidiu que o método a utilizar para processar uma entrada sensorial, os investigadores olharam célula mitral neurônios no bulbo olfativo do cérebro – a parte do cérebro que classifica os cheiros e um modelo comum para estudar o processamento da informação global. Electrofisiologia fatia e simulações de computador, os pesquisadores descobriram que o cérebro teve uma estratégia inteligente para garantir que a mensagem dos neurônios estava sendo ouvida. Sobre a escala de tempo curto de alguns milisegundos, o cérebro envolvidos seus circuitos inibitórios para fazer o fogo neurônios em sincronia. Essa queima, simultânea correlacionados cria um sinal muito alto, mas simples. O efeito foi muito parecido com uma multidão em um evento esportivo cantando “Let’s go time!” Nos curtos intervalos de tempo, neurônios individuais produzidos a mesma mensagem curta, aumentando a eficácia com que a actividade foi transmitida para outras áreas do cérebro. Os investigadores dizem que na comunicação humana e neuronal da mesma forma, esta comunicação coletivo funciona bem para mensagens simples, mas não por mais tempo ou mais mensagens complexas que contêm informações mais complexas. Os neurônios estudados utilizado prazos mais longos (em torno de um segundo) para transmitir esses conceitos mais complexos. Maior intervalo de tempo, os circuitos inibitórios gerado uma forma de competição entre os neurônios, de modo que os neurônios mais fortemente ativada silenciou a atividade de neurônios ativados fraca, aumentando as diferenças em suas taxas de disparo e fazendo a sua actividade menos correlacionados. Cada neurônio é capaz de comunicar uma outra peça de informação sobre o estímulo sem ser abafado pela vibração de neurônios concorrentes. Seria como estar em um grupo onde cada pessoa falasse de cada vez. O quarto seria muito mais silencioso do que uma arena esportiva ea audiência imediata seria capaz de ouvir e aprender muito mais informações complexas. Os pesquisadores acreditam que as descobertas podem ser aplicadas para além do sistema olfactivo para outros sistemas neurais, e talvez até mesmo ser utilizado em outros sistemas biológicos. “Através da biologia, da genética à ecologia, os sistemas devem completar várias funções simultaneamente. A solução que encontramos na neurociência pode ser aplicado a outros sistemas para tentar entender como eles conseguem competir demandas”, disse Urban. Os co-autores do estudo incluem Brent Doiron, professor assistente de matemática na Universidade de Pittsburgh, e Sonya Giridhar, um estudante de doutoramento no Centro de Neurociências de Pitt. Ambos são membros do Centro para a base Neural da cognição. O estudo foi financiado pelo Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios da Comunicação, o National Institutes of Health e do National Science Foundation.

Fonte:

http://goo.gl/Pluwe

Deixe um comentário