Довгий час через більші
технічні складності нейрофізіологи не могли досліджуватиповедінку
окремих клітин
головного мозку. Це призвело
до затвердження
думки про те, що нейрони взаємодіють один з одним через електричні
імпульси, а для збільшення інтенсивності сигналу потрібно збільшити
частоту цих імпульсів.
З іншого боку, спілкування нейронів ніколи
не відбувається
"віч-на-віч ". Кожна окрема нервова клітина
може одержувати
вхідні сигнали від сотень інших клітин,
за допомогою багатьох тисяч синапсiв.
"Сьогодні поки
ми не маємо у своєму розпорядженні можливості детально виміряти, що саме
і який саме нейрон у даний конкретний момент "говорит"тій
або іншій клітині,
це зажадало б одночасного аналізу по сотнях нейронів, - додає Хсі- Пінь Ван (Hsi-ping Wang), студент
і один з авторів
дослідження, до опису якого ми саме підбираємося, - А тому ніхто не
може відповісти на досить просте питання -
скільки
саме нейронів потрібно, щоб передати на нервову клітинузначимий
сигнал, а якого числа буде недостатньо?"
Особливо актуальне це запитання
для таламуса, або зорового бугра. Незважаючи на слово "зоровий", роль
цієї невеликої частини мозку набагато ширше. Сюди стікається інформація
всіх органів почуттів, крім нюху. Тут вона проходить первинну обробку й
розподіляється далі, по інших областях
мозку. Не дивно, що клітки
таламуса залучені в
активацію величезного числа подій у мозку. З
іншого боку, по оцінках учених сигнали, що приходять від нього, становлять
не більш 5% усіходержуваних
нейронами сигналів.
Як же таке невелике число клітоквиявляє
такий великий
ефект? Здавалося
б, 95% інших сигналів повинні легко "забивати" будь-які сигнали від
таламуса. Або до них інші нейрони відносятьсяякось
"особливо", і якісь
сигнали "більш
рівні, чим
інші"?
Щоб розібратися в цьомупарадоксі,
група ТеренсаСейновскі
(Terrence Sejnowski) створила реалістичну комп'ютерну модель типового
зірчастого нейрона з його приблизно 6 тисячами синапсів, що передають вхідні
сигнали. Виявилося,
що важливо не тільки кількість вхідних сигналів, але і їх узгодженість.
Ван
роз'ясняє: "Наша модель показала, що у всьомуцьомувеличезному
6- тисячномупулісинапсівдостатньо,
щоб 30 з них діяли одночасно, щоб кліткаодержаладоситьясний і сильний
сигнал". Ця схема, крім іншого, і досить
ощадлива: якщо такого числа нейронів досить, те
немає потреби даремно активувати зайві.
Виходить, що нейрони
таламуса - а можливо, і інших областей
головного мозку - діють рівно так само, як будь-якаменшина
в будь-якомурозвинутомугромадянському
суспільстві: вони поєднуються
й починають координувати свої дії. Тоді й мале число не перешкода: організованаменшина
сильніше будь-якого дезорганізованого, пускай і гнітючого, більшості.
