Células cerebrales
Los científicos han identificado una forma única de transporte celular que ocurre en el cerebro humano. revelando cuánto nos queda por cultivarse sobre su misterioso funcionamiento interno.
Curiosamente, el descubrimiento sugiere que nuestros cerebros podrían ser unidades de computación incluso más poderosas de lo que pensábamos.
En 2020, investigadores de institutos de Alemania y Grecia informaron sobre un mecanismo en las células corticales externas del cerebro que produce por sí solo una nueva señal “graduada”, que podría proporcionar a las neuronas individuales otra forma de sobrellevar a extremo sus funciones lógicas.
Al calibrar la actividad eléctrica en secciones de tejido extraídas durante la cirugía en pacientes epilépticos y analizar su estructura mediante microscopía fluorescente, los neurólogos descubrieron que las células individuales de la corteza utilizaban no sólo los habituales iones de sodio para “dispararse”, sino asimismo el calcio.
Esta combinación de iones cargados positivamente provocó ondas de voltaje que nunca antaño se habían conocido, conocidas como potenciales de entusiasmo dendríticos mediados por calcio o dCaAP.
Los cerebros –especialmente los de la variedad humana– a menudo se comparan con las computadoras. La parecido tiene sus límites.pero en algunos niveles realizan tareas de guisa similar.
Uno y otro utilizan la potencia de un voltaje eléctrico para realizar diversas operaciones. En las computadoras tiene la forma de un flujo conveniente simple de electrones a través de intersecciones llamadas transistores.
En las neuronas, la señal se presenta en forma de una onda de comprensión y cerradura de canales que intercambian partículas cargadas como sodio, cloruro y potasio. Este pulso de iones que fluyen se vehemencia potencial de entusiasmo.
En oficio de transistores, las neuronas gestionan estos mensajes químicamente al final de ramas llamadas dendritas.
“Las dendritas son fundamentales para comprender el cerebro porque son el núcleo de lo que determina el poder computacional de las neuronas individuales”, dijo el neurocientífico de la Universidad Humboldt Matthew Larkum a Walter Beckwith en la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en enero de 2020.
Las dendritas son los semáforos de nuestro sistema nervioso. Si un potencial de entusiasmo es lo suficientemente significativo, puede transmitirse a otros alteración, que pueden circunvalar o transmitir el mensaje.
Estos son los fundamentos lógicos de nuestro cerebro: ondas de voltaje que pueden comunicarse colectivamente de dos formas: ya sea una Y mensaje (si x y y se activan, el mensaje se transmite); o un O mensaje (si x o y se activa, el mensaje se transmite).
Podría decirse que en ningún oficio esto es más complicado que en la densa y arrugada sección exógeno del sistema nervioso central humano; la corteza cerebral. La segunda y tercera capas, más profundas, son especialmente gruesas y están repletas de ramas que llevan a extremo funciones de suspensión orden que asociamos con la sensación, el pensamiento y el control motor.
Fueron los tejidos de estas capas los que los investigadores observaron de cerca, conectando células a un dispositivo llamado arandela de parche somatodendrítico para mandar potenciales activos cerca de en lo alto y cerca de debajo en cada neurona, registrando sus señales.
“Hubo un momento 'eureka' cuando vimos los potenciales de entusiasmo dendríticos por primera vez”, dijo Larkum.
Para cerciorarse de que los descubrimientos no fueran exclusivos de las personas con epilepsia, verificaron dos veces sus resultados en un puñado de muestras tomadas de tumores cerebrales.
Si perfectamente el equipo había llevado a extremo experimentos similares en ratas, los tipos de señales que observaron zumbando a través de las células humanas eran muy diferentes.
Más importante aún, cuando administraron a las células un bloqueador de los canales de sodio llamado tetrodotoxinatodavía encontraron una señal. Sólo bloqueando el calcio todo se calmó.
Encontrar un potencial de entusiasmo incompleto por el calcio es conveniente interesante. Pero modelar la forma en que este nuevo y sensible tipo de señal funcionaba en la corteza cerebral reveló una sorpresa.
Encima de la dialéctica Y y Ofunciones de tipo, estas neuronas individuales podrían representar como “exclusivas” O (XOR) intersecciones, que solo permiten una señal cuando otra señal está graduada de una guisa particular.
“Tradicionalmente, el XOR Se pensaba que su funcionamiento requería una alternativa de red”, escribieron los investigadores.
Es necesario trabajar más para ver cómo se comportan los dCaAP en neuronas enteras y en un sistema vivo. Sin mencionar si se comercio de poco humano o si mecanismos similares han evolucionado en otras partes del reino animal.
La tecnología asimismo es mirando a nuestro propio sistema nervioso en rastreo de inspiración sobre cómo desarrollar un mejor hardware; Enterarse que nuestras propias células individuales tienen algunos trucos más bajo la manga podría conducir a nuevas formas de conectar transistores en red.
Exactamente cómo esta nueva utensilio dialéctica contenida en una sola célula nerviosa se traduce en funciones superiores es una pregunta que los futuros investigadores deberán reponer.
Esta investigación fue publicada en Ciencia.
Una interpretación previo de este artículo se publicó en enero de 2020.
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