Lahko računate na svoje možgane?

Ste že kdaj začutili, da se vam možgani trikajo? Nove raziskave so pokazale, da boste naslednjič, ko boste mislili, da se vaši možgani »zmešajo«, morda imeli prav.

Ugotovitve, objavljene v reviji Narava, kažejo, da so možgani že po naravi nezanesljivi.

To se morda večini od nas ne zdi presenetljivo, vendar nevroznanstvenike že desetletja zmede. Glede na to, da so možgani najmočnejša znana računalniška naprava, kako lahko delujejo tako dobro, čeprav je vedenje njihovih vezij spremenljivo?

Dolgoletna hipoteza je, da je možgansko vezje dejansko zanesljivo - in na videz velika variabilnost je, ker se vaši možgani hkrati ukvarjajo z mnogimi nalogami, ki vplivajo druga na drugo.

Prav to hipotezo so raziskovalci na University College London preizkusili neposredno.

Skupina - sodelovanje med eksperimentalci na Wolfson Institute for Biomedical Research in teoretikom, Petrom Lathamom iz Gatsby Computational Neuroscience Unit - se je navdihnila pri proslavljenem učinku metulja, dejstvu, da bi se lahko pokrov metuljevih kril v Braziliji sprožil tornado v Teksasu.

Njihova ideja je bila, da v možgane vnesejo majhno motnjo, nevronski ekvivalent metuljevih kril, in vprašajo, kaj se bo zgodilo z aktivnostjo v vezju. Bi motenje naraščalo in imelo učinek, ki bi vplival na preostanek možganov, ali bi takoj izumrlo?

Izkazalo se je, da ima velik učinek. Motnja je bila ena sama dodatna "konica" ali živčni impulz, ki je bila uvedena v en nevron v možganih podgan. Ta en sam dodaten trn je povzročil približno trideset novih dodatnih skokov v bližnjih nevronih v možganih, od katerih je večina povzročila še dodatnih trideset dodatnih skokov itd.

To se morda ne zdi veliko, saj možgani vsako sekundo proizvedejo milijone konic. Vendar pa so raziskovalci ocenili, da je sčasoma ena dodatna konica prizadela milijone nevronov v možganih.

"Ta rezultat kaže, da je spremenljivost, ki jo opazimo v možganih, dejansko posledica hrupa in predstavlja temeljno značilnost normalnega delovanja možganov," je povedal vodilni avtor dr. Mickey London z Wolfson Institute for Biomedical Research, UCL.

To hitro ojačanje konic pomeni, da so možgani izjemno "hrupni" - veliko, veliko bolj hrupni kot računalniki.

Kljub temu možgani lahko opravljajo zelo zapletene naloge z izjemno hitrostjo in natančnostjo, veliko hitreje in natančneje kot najmočnejši računalnik, ki je bil kdajkoli zgrajen (in verjetno zgrajen v bližnji prihodnosti).

Raziskovalci UCL predlagajo, da morajo možgani tako dobro delovati ob visoki ravni hrupa, zato morajo uporabljati strategijo, imenovano hitrostna koda. V stopnji kode nevroni upoštevajo dejavnost množice številnih nevronov in ne upoštevajo posamezne spremenljivosti ali hrupa, ki ga proizvaja vsak od njih.

Tako zdaj vemo, da so možgani res hrupni, vendar še vedno ne vemo, zakaj.

Raziskovalci UCL nakazujejo, da je ena od možnosti, da to plačajo možgani za visoko povezljivost med nevroni (vsak nevron se poveže s približno 10.000 drugimi, kar ima za posledico več kot 8 milijonov kilometrov ožičenja v človeških možganih).

Verjetno je ta visoka povezljivost vsaj deloma odgovorna za računsko moč možganov. Kot kaže raziskava, večja je povezljivost, bolj hrupni so možgani. Torej, čeprav hrup morda ni uporabna lastnost, je vsaj stranski produkt uporabne funkcije.

Vir: University College London