I dendriti sono l'inizio di una rivoluzione

Per molti anni, la neuroscienza ha usato diversi strumenti per cercare di "ascoltare" le conversazioni dei neuroni. Allo stesso modo in cui i linguisti decifrano una lingua sconosciuta, gli scienziati cercano di decodificare i modelli di sparo neurale per cercare di scoprire la grammatica del cervello. In questi tentativi, sembra che siano nate nuove stelle: i dendriti.

L'ultima ricerca sembra mostrare che la neuroscienza, in termini di stima della capacità del nostro cervello, ha solo graffiato la superficie. L'Università dell'UCLA ha scoperto uno strato nascosto di comunicazione neuronale attraverso i dendriti. Ciò significa che la capacità del cervello potrebbe essere fino a 100 volte maggiore di quanto si pensasse in precedenza.

Questa scoperta può cambiare significativamente i fondamenti della neuroscienza convenzionale. Fino a qualche mese fa le basi della neuroscienza erano supportate nella convinzione che i dendriti fossero qualcosa di simile al cablaggio passivo che portava segnali elettrici al corpo neurale, il soma. Ma questa ricerca ha dimostrato che i dendriti sono molto più di semplici driver passivi. I dendriti generano i loro segnali elettrici, in picchi cinque volte più grandi e più frequenti che le cime che provengono dai nuclei dei neuroni.

Cosa comporta questa scoperta?

Stiamo parlando di un cambiamento molto radicale nella conoscenza che la neuroscienza ha del funzionamento del cervello. Tra le altre cose, È possibile che i processi di apprendimento avvengano a livello di dendrite e non nel soma dei neuroni.

Le neuroscienze convenzionali hanno sostenuto che i segnali elettrici emessi dai corpi cellulari sono alla base delle nostre capacità cognitive. Ora sappiamo che i dendriti non hanno una funzione passiva e che emettono anche i loro segnali elettrici.

Se questo non è già sorprendente da solo, i ricercatori hanno scoperto che anche i dendriti sono intelligenti. Sono in grado di adattare il loro colpo elettrico nel tempo. Questo tipo di plasticità è stato osservato solo finora nei corpi neuronali. Ciò suggerisce che i dendriti potrebbero imparare da soli.

Poiché i dendriti sono molto più attivi del corpo cellulare, possiamo iniziare a intuire questo gran parte delle informazioni generate in un neurone è fatta a livello di dendrite senza che informi il corpo cellulare. Cioè, i dendriti possono fungere da unità di calcolo e elaborare le loro informazioni. Un'indipendenza che qualche mese fa non era nemmeno sospettata.

"È come scoprire improvvisamente che i cavi che portano alla CPU del tuo computer possono anche elaborare informazioni, completamente stravaganti e alquanto controverse".

-Dr. Mayank R. Mehta, direttore della ricerca-

La capacità del cervello: ricerca

Il team di ricerca del Dr. Mayank R. Mehta ha ideato un sistema che consente di posizionare gli elettrodi vicino ai dendriti di ratto. Questo sistema consente di acquisire segnali elettrici dall'animale durante il periodo di veglia e di eseguire le attività quotidiane, nonché durante il sonno. In questo modo sono stati in grado di ascoltare per quattro giorni di fila l'attività elettrica dei dendriti e trasmetterli dal vivo ai computer.

Gli elettrodi sono stati impiantati nell'area del cervello legata alla pianificazione dei movimenti, la corteccia parietale posteriore. Quello che riuscirono a catturare fu quello durante i periodi di sonno i segnali elettrici assomigliavano a onde irregolari, e con ognuno veniva indicato un picco.

Voglio dire, mentre i topi dormivano, i dendriti chiacchieravano tra loro, e lo hanno fatto in colpi elettrici fino a cinque volte più velocemente di quelli originati nei corpi cellulari. Durante i periodi di veglia il tasso di accensione è stato moltiplicato per dieci.

I dendriti: misuratori del qui e ora

Un'altra scoperta scioccante durante questa indagine è stata trovata nel tipo di segnale emesso dai dendriti. I segnali elettrici dei dendriti potevano essere digitali, ma mostravano anche grandi fluttuazioni, quasi il doppio delle spine stesse. Questo tipo di fluttuazione ad ampio raggio lo dimostra il dendrite ha anche mostrato attività di calcolo analogico. Qualcosa che non era mai stato visto prima in nessun modello di attività neuronale.

Ciò che calcola questo tipo di emissione di dendriti sembra essere correlato al tempo e allo spazio. Osservando i ratti che si comportavano in un labirinto, si distinguevano due tipi di segnali. Uno sotto forma di picchi dal corpo cellulare in previsione di un comportamento. In questo caso era prima di girare un angolo. Mentre i dendriti emettevano i loro segnali di calcolo proprio mentre l'animale girava l'angolo.

Sembra che la neuroscienza stia sottovalutando il potere computazionale del cervello. Solo dal punto di vista del volume, e dato che i dendriti sono 100 volte più grandi del soma, possiamo supporre che il cervello ha, infatti, una capacità di elaborazione cento volte superiore a quanto si pensava. Sembra che il neurone non sarà più l'unità computazionale di base del cervello, dopo aver rilevato i dendriti.

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