Záhada, ako neuróny riadia mozog, bola konečne vyriešená

Mozog je zázrakom efektívnosti, no napriek desaťročiam výskumu zostáva nepochopený spôsob, ako to dosahuje. Nový výskum, publikovaný v časopise Cell, odhaľuje, ako neuróny (bunky zodpovedné za spomienky, myšlienky a emócie) koordinujú svoju činnosť. Tajomstvo mozgu je prekvapivo jednoduché: venovať nie viac ako polovicu (a nie menej ako 40 percent) úsilia každej bunky jednotlivým úlohám. Zvyšok úsilia potom smeruje ku škálovateľnej tímovej práci.

Vedci našli presne rovnakú organizačnú štruktúru v mozgoch piatich druhov – od ovocných mušiek a háďatiek cez zebričky až po myši a opice. Mohli teda odhaliť základný princíp optimalizovaného spracovania informácií. Objav rieši dlhodobú diskusiu o mozgu: či sa neuróny správajú ako elitní hráči (každý je vysoko špecializovaný a efektívny), alebo uprednostňujú tímovú prácu (zabezpečujú, aby celý systém fungoval, aj keď niektoré prvky zaostávajú).

Pokročilé technológie zobrazovania poskytli výskumníkom možnosť zaznamenávať signály z desiatok tisíc buniek súčasne. Zobrazovanie vápnika je metóda, ktorá umožňuje sledovať nervovú aktivitu v reálnom čase pomocou fluorescenčných senzorov, ktoré sa rozsvietia podľa hladín vápnika v bunke. Výskumníci zistili, že bunky spolupracujú na vytváraní väčších, koordinovaných sietí, čím tvoria organizáciu, v ktorej každý stupeň odráža tie vyššie a nižšie.

Mozog tak šikovným spôsobom vyvažuje individualitu a tímovú prácu. Zhruba polovica úsilia pritom ide na „osobný“ výkon, keďže neuróny spolupracujú v rámci čoraz väčších sietí. Táto fraktálna hierarchia optimalizuje tok informácií v mozgu. Umožňuje to mozgu robiť niečo zásadné: prispôsobovať sa zmenám. Zabezpečuje, že mozog funguje efektívne, plní úlohy s minimálnymi zdrojmi a zároveň zostáva odolný tým, že zachováva funkciu aj vtedy, keď neuróny zlyhajú.

Zistenia odhaľujú, že táto fraktálna koordinácia aktivity neurónov sa vyskytuje v rozsiahlom evolučnom rozpätí: od stavovcov, ktorých posledný spoločný predok žil pred 450 miliónmi rokov, až po bezstavovce staré miliardy rokov. To naznačuje, že mozog sa vyvinul tak, aby vyvážil efektívnosť a odolnosť, čo umožňuje optimalizovať spracovanie informácií a prispôsobiť sa novým požiadavkám na správanie. Ďalší výskum bude zameraný na zistenie, ako by sa tieto princípy mohli prejaviť v ľudskom mozgu.

Zdroj: sciencealert.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}