В электрических сигналах нейронов мозга обнаружили зашифрованные данные
Опубликовано
Электрические импульсы нейронов, которые долгое время воспринимались как однотипные сигналы «да/нет», на самом деле имеют различия в своей форме, и именно в этой форме скрыта информация о происходящем с клеткой. Учитывая эту информацию, можно глубже понять функционирование мозга, чем при стандартной записи «сработал или нет». Работа была опубликована в форме препринта на платформе bioRxiv. Источник: Magnific Исследование было проведено коллективом Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством нейробиолога Брэдли Войтека. Обычно нервный импульс — потенциал действия — фиксируется как мгновенное событие: нейрон либо «выстреливает», либо нет. Однако, как показали ученые, при различных типах внешнего воздействия меняется и «почерк» импульса: его высота и скорость снижения напряжения. Модель машинного обучения смогла на основе лишь формы сигнала различить три типа стимуляции с точностью 78,4% для отдельного нейрона. Более того, форма импульса отображала силу входящего тока еще за полсекунды до самого «выстрела». Войтек отметил, что, рассматривая импульс как простое событие «да/нет», исследователи упускают информацию о том, что подавалось на вход нейрону. Авторы предполагают, что за этим могут стоять изменения в притоке ионов кальция, которые влияют на ширину импульса, однако механизм этого процесса еще необходимо проверить. Если результаты подтвердятся, это может изменить подход к расшифровке работы мозга: не только подсчитывать, сколько раз сработали нейроны, но и «читать» форму их сигналов. Важно отметить, что работа пока представлена в виде препринта, и выводы требуют независимой проверки. Нейроны обмениваются сигналами с помощью коротких электрических импульсов, и на протяжении десятилетий нейронаука основывалась на упрощении: важно всего лишь, сработал нейрон или нет и как часто. Такой подход лег в основу теорий функционирования мозга и искусственных нейросетей. Если выяснится, что форма каждого импульса также несет смысл, это увеличит «пропускную способность» мозга и может объяснить, как он вмещает такое количество информации в ограниченном числе клеток.
