Почему нейронные сети человеческого гиппокампа столь уникальны и обеспечивают исключительную память?

Гиппокамп, область мозга, играющая ключевую роль в процессах памяти и обучения, имеет совершенно особую структуру у человека. Расположенный глубоко в каждом полушарии мозга, он содержит приблизительно 1,7 миллиона пирамидных клеток в области CA3, играющих важную роль в формировании воспоминаний. У мышей в этой же области насчитывается всего около 110 000 подобных клеток. Однако, удивительно, что, несмотря на такое значительное различие в количестве клеток, количество связей между ними (синапсов) у человека оказывается значительно ниже, чем у мышей.
Почему нейронные сети человеческого гиппокампа столь уникальны и обеспечивают исключительную память?
Изображение носит иллюстративный характер

В исследовании, опубликованном 11 декабря в журнале Cell, ученые из Института науки и технологий Австрии в Клостернойбурге под руководством клеточного нейробиолога Петера Йонаса показали, что в человеческом гиппокампе в области CA3 на 800 проверенных пар клеток приходится в среднем всего 10 синапсов, в то время как у мышей их количество примерно в три раза больше. Эти выводы были сделаны на основе анализа живых образцов тканей, взятых с согласия восьми пациентов, перенесших операции на мозге по поводу эпилепсии.

Несмотря на меньшую плотность соединений, синапсы в человеческом гиппокампе отличаются высокой надежностью и точностью передачи сигналов. Это значит, что каждый синапс обеспечивает устойчивую и стабильную связь между клетками, что не всегда наблюдается у мышей.

Математическое моделирование, проведенное в рамках исследования, подтвердило, что подобная организация, характеризующаяся обилием клеток с редкими, но мощными связями, может быть оптимальной для хранения и извлечения информации. Это говорит о том, что человеческий мозг, возможно, эволюционировал в направлении повышения эффективности памяти за счет качества связей, а не их количества.

Исследование подчеркивает важность изучения уникальных особенностей человеческого гиппокампа для понимания механизмов памяти и разработки методов лечения заболеваний, связанных с нарушениями памяти. К примеру, болезнь Альцгеймера поражает гиппокамп в первую очередь, поэтому понимание его уникальной структуры и функционирования может быть ключом к созданию эффективных терапий.

Полученные результаты еще раз подтверждают, что нельзя считать человеческий мозг просто увеличенной копией мозга грызунов. Существуют фундаментальные различия, которые необходимо учитывать при изучении его работы. Область CA3 гиппокампа, особенно сильно отличающаяся, по всей видимости, играет в человеческой памяти гораздо более значимую роль.

Использование живых образцов ткани человеческого мозга для нейробиологических исследований – сложный, но крайне важный шаг в понимании уникальной природы нашей когнитивной системы. Точные исследования позволяют не только сравнивать различные виды, но и находить ключи к лечению многих болезней.

Уникальная нейронная архитектура гиппокампа человека, с ее относительно небольшим количеством, но мощными и надежными связями, бросает вызов традиционным представлениям о том, как мозг обрабатывает информацию. Возможно, именно эта особая структура позволяет нам хранить и извлекать гораздо больший объем информации, чем это делают другие млекопитающие.

В итоге, исследование ставит под сомнение упрощенные подходы, предполагающие простое масштабирование мозговых структур от меньших видов к большим. Нейронные связи не просто «вырастают» вместе с мозгом, а изменяются качественно, приобретая характерные особенности, соответствующие когнитивным потребностям конкретного вида.


Новое на сайте

20959Что известно о предупреждении mSecure и какие меры принять? 20957Что делать администраторам cPGuard после взлома канала обновлений? 20956Бэкдор в телевизоре: как Google остановила сеть из 1,3 млн Android-устройств 20955Кто может получить доступ к кошелькам через плагин CryptoPayment Gateway? 20954Критическая уязвимость Siemens IoT2050 открыла путь к удалённым командам 20953Взлом Chainstack: под угрозой оказались данные клиентов и хеши паролей 20952Четыре проверки, которые помогают найти уязвимости с реальным риском 20951Две уязвимости Barracuda открывают путь к root-доступу 20950Почему устаревшие Synology NAS снова оказались мишенью вымогателей? 20949Старая техника Apple получила заплатку для опасной уязвимости 20948Как три уязвимости открыли ShinyHunters путь к серверам PeopleSoft? 20947Может ли ИИ сам собрать уязвимости в работающий взлом? 20946Уязвимость CVSS 10.0 в LXD и MicroCloud позволяет выдать себя за доверенного клиента 20945Google разрешит устанавливать приложения из сторонних магазинов одним нажатием
Ссылка