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El cerebro tiene capacidad más de 100 veces más arriba de cómputo que pensado previamente, diga a los científicos del UCLA

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Las dendritas encontraron para generar casi 10 puntos más electroquímicos de las épocas que cuerpos de célula de la neurona

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El cerebro tiene capacidad más de 100 veces más arriba de cómputo que fue pensado previamente, un equipo del UCLA ha descubierto.

Obsoleting la neurología los libros de texto, éste que encuentra sugiere que nuestros cerebros son calculadoras análogas y numéricas y podrían llevar a los nuevos acercamientos para tratar desordenes neurológicos y convertirse cerebro-como los ordenadores, según los investigadores.

Ejemplo de la neurona y de dendritas. Las dendritas reciben el estímulo electroquímico (vía las sinapsis, no mostradas aquí) de las neuronas (no mostradas aquí), y propagan ese estímulo al cuerpo de célula de la neurona (soma). Una neurona envía el estímulo electroquímico vía un axón para comunicar con otras neuronas vía el telodendria (púrpura, derecho) en el final del axón y de las sinapsis (no mostrados aquí). (crédito: Quasar/CC).

Las dendritas se han considerado los conductos pasivos simples de señales. Pero trabajando con los animales que se movían alrededor libremente, el equipo del UCLA mostró que las dendritas son de hecho eléctricamente activas — generando casi 10 veces más puntos que el soma (cuerpo de célula de la neurona).

Cambia fundamental nuestra comprensión del cómputo del cerebro

El hallazgo, divulgado en la aplicación del 9 de marzo la ciencia del diario, los desafíos la creencia mantenida desde hace mucho tiempo que clava en el soma es la manera primaria de la cual la opinión, formación del aprendizaje y de la memoria ocurre.

Las “dendritas componen más el de 90 por ciento del tejido de los nervios,” dijo el neurophysicist Mayank Mehta, el autor mayor del UCLA del estudio. “Sabiendo él es mucho más activo que el soma cambia fundamental la naturaleza de nuestra comprensión de cómo el cerebro computa la información.”

“Ésta es una salida importante de qué neurólogos han creído por cerca de 60 años,” dijo a Mehta, profesor del UCLA de la física y de la astronomía, de la neurología y de la neurobiología.

Porque las dendritas son casi 100 veces más grandes en volumen que los centros neuronales, Mehta dijo, el gran número de puntos dendríticos que ocurrían podría significar que el cerebro tiene más de 100 veces la capacidad de cómputo que fue pensado previamente.

El estudio con las ratas móviles hizo descubrimiento posible

Los estudios anteriores se han limitado a las ratas inmóviles, porque los científicos han encontrado que la colocación de los electrodos en las dendritas ellos mismos mientras que los animales se movían mató realmente a esas células. Pero el equipo del UCLA desarrolló una nueva técnica que implica el colocar de los electrodos cerca, bastante que adentro, las dendritas.

Usando ese acercamiento, los científicos midieron la actividad de las dendritas por hasta cuatro días en las ratas que fueron permitidas moverse libremente dentro de un laberinto grande. Tomando medidas de la corteza parietal posterior, la parte del cerebro que desempeña un papel dominante en el planeamiento del movimiento, los investigadores encontró lejos más actividad en las dendritas que en los somas — aproximadamente cinco veces tantos puntos mientras que dormían las ratas, y hasta 10 veces tantas cuando exploraban.

Mirando el soma para entender cómo los trabajos de cerebro han proporcionado un marco para las preguntas médicas y científicas numerosas — de diagnosticar y de tratar enfermedades a cómo a los equipos de generación. Pero, Mehta dijo, ese marco fue basado a condición que el cuerpo de célula toma las decisiones, y que el proceso es digital.

“Qué encontramos indica que tales decisiones están tomadas en las dendritas lejos más a menudo que en el cuerpo de célula, y que tales cómputos no son apenas digitales, pero también análogo,” Mehta dijo. “Debido a las dificultades tecnológicas, investigación en la función del cerebro se ha centrado en gran parte en el cuerpo de célula. Pero hemos descubierto las vidas secretas de neuronas, especialmente en las ramas neuronales extensas. Nuestros resultados substancialmente cambiar nuestra comprensión de cómo las neuronas computan.”

La financiación fue proporcionada por la Universidad de California.

Diagrama completo de la célula de la neurona (crédito: LadyofHats/CC)

Extracto de la dinámica del potencial y de los puntos dendríticos corticales de la membrana en libremente el comportamiento de ratas

La actividad de los nervios in vivo se mide sobre todo usando los puntos somáticos extracelulares, que proporcionan la información limitada sobre el cómputo de los nervios. Por lo tanto, es necesario registrar de las dendritas neuronales, que generan los potenciales de acción dendríticos (DAP) y profundo influencian el cómputo y la plasticidad de los nervios. Medimos la membrana dendrítica sub y del suprathreshold neocortical potencial (DMP) de las dendritas distales-más supuestas usando los tetrodos en libremente el comportamiento de ratas durante días múltiples con un alto nivel de resolución temporal de la estabilidad y del sub-milisegundo. Las tarifas de leña de DAP eran tarifas más en gran parte que somáticas repetidas. Las tarifas de DAP fueron moduladas por las fluctuaciones subliminales de DMP que eran lejos más grandes que amplitud de DAP, procesando la codificación híbrida, análoga-digital en las dendritas. DAP y DMP parietales exhibieron los mapas espaciales egocéntricos comparables a las neuronas piramidales. Estos resultados tienen implicaciones importantes para la codificación y la plasticidad de los nervios.