Ученые обнаружили скрытую информацию в электрических импульсах мозга
Нейробиологи установили, что нейроны передают больше данных, чем принято считать.
freepik.com
Электрические импульсы нейронов могут содержать гораздо больше информации, чем считалось ранее. Ученые обнаружили, что значение имеет не только сам факт срабатывания клетки, но и форма электрического сигнала. Работа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего опубликована в виде препринта на сервере bioRxiv.
Обычно потенциал действия рассматривают как простое событие: нейрон либо «выстрелил», либо нет. Однако исследователи под руководством нейробиолога Брэдли Войтека обнаружили, что при разных типах воздействия меняется и сам «почерк» импульса — в частности, его высота и скорость спада напряжения.
Модель машинного обучения смогла по одной только форме сигнала определить тип стимуляции с точностью 78,4% для отдельного нейрона. Более того, особенности импульса отражали силу входящего тока еще примерно за полсекунды до срабатывания клетки.
По словам Войтека, при превращении каждого импульса в простое событие «да/нет» исследователи теряют часть информации о том, что происходило с нейроном. Авторы предполагают, что различия в форме сигналов могут быть связаны с изменениями притока ионов кальция, влияющими на характеристики импульса. Однако этот механизм еще предстоит подтвердить.
Если результаты получат независимое подтверждение, подход к изучению работы мозга может измениться. Вместо того чтобы учитывать только частоту срабатывания нейронов, ученые смогут анализировать и форму каждого электрического сигнала.
Исследователи подчеркивают, что работа пока является препринтом и не прошла полноценную независимую проверку. Поэтому полученные выводы пока нельзя считать окончательно установленными.
Ранее ученые обнаружили новый ранний признак болезни Альцгеймера.