Zistenie, ktoré šokovalo vedcov: Svoj mozog naozaj nevyužívame naplno. Dokáže toho oveľa viac, než sme si mysleli

Vedci v ľudskom mozgu objavili jedinečnú formu bunkových správ, o ktorej sme netušili. Náš mozog pracuje zložitejšie, než sme si mysleli, tvrdí ScienceAlert a zistenia naznačujú, že je ešte výkonnejší. Vedci z Nemecka a Grécka prišli s výskumom, ktorý rozoberá mechanizmus vonkajších kortikálnych buniek mozgu.

Zistili, že mozog produkuje aj nový „odstupňovaný“ signál, ktorý môže jednotlivým neurónom poskytnúť úplne iný podnet na vykonávanie logických funkcií, než s akými sme rátali doteraz.

Výpočtová jednotka nášho mozgu je iná, než sme si mysleli

Neurológovia sa zamerali na elektrickú aktivitu v častiach mozgového tkaniva. Tie, ktoré skúmali, chirurgicky odstránili epileptickým pacientom. Neskôr ich analyzovali pomocou fluorescenčnej mikroskopie. Analýza ukázala, že jednotlivé bunky v mozgovej kôre nepoužívali iba bežné ióny sodíka, ale aj vápnik.

Vedci tieto signály označili ako vápnikom-sprostredkované dendritické akčné potenciály. Nevedeli sme, že sa signály šíria aj takto. Zistenie by mohlo byť prelomové vo vnímaní tej časti mozgu, ktorá slúži ako „výpočtová jednotka“. Kombinácia týchto kladne nabitých iónov odštartovala vlny napätia, ktoré doteraz nevideli.

zdroj: pixabay/klimkin

Chemické procesy mozgu napodobňujú pri výrobe počítačov

Ľudský mozog sa často prirovnáva k počítaču. Toto prirovnanie má, samozrejme, svoje limity, ale v mnohých aspektoch sa počítač a mozog na seba skutočne podobajú. Oba používajú silu elektrického napätia na vykonávanie rôznych operácií. Pri počítačoch ide o pomerne jednoduchý tok elektrónov cez križovatky, ktoré nazývame tranzistory.

Pri neurónoch v ľudskej hlave ide o signály vo forme vĺn, ktoré otvárajú a zatvárajú kanály a tie si medzi sebou vymieňajú nabité častice, ako je sodík, chlorid a draslík. Prúdia tak ióny a tento impulz sa nazýva akčný potenciál. Neuróny riadia chod správ chemicky (teda nie prostredníctvom tranzistorov, ako to je pri počítači), na konci vetiev, ktoré volajú dendrity.

Semafor, ktorý ovláda náš nervový systém

V našom mozgu sa nachádzajú viac ako tri kilometre vlákien, ktoré medzi sebou spájajú mozgové bunky a tie spájajú s orgánmi. Ide o dendrity a axóny, vďaka nim prebiehajú v mozgu elektrické vzruchy, ktoré sú nevyhnutné pri komunikácii. Jeden neurón má viacero dendritov a jeden axón.

„Dendrity sú kľúčové pre porozumenie mozgu. Sú jadrom toho, čo určuje výpočtovú silu jednotlivých neurónov,“ hovorí Matthew Larkum Walter Beckwith, neurológ z Americkej asociácie pre pokrok vo vede.

Dendrity fungujú ako semafory nášho nervového systému. Dostatočne významný akčný potenciál sa môže preniesť na ďalšie nervy, ktoré signál buď prenesú ďalej, alebo ho zablokujú. Ide o logické funkcie, ktoré náš mozog využíva.

Nová logická funkcia

Doteraz sme poznali dve formy logickej funkcie, AND (významný je akčný potenciál X aj Y, signál sa prenesie ďalej) a OR (významný je buď potenciál X alebo Y, signál sa prenesie ďalej). Teraz vďaka vedcom vieme, že to nie sú jediné funkcie, ktoré náš mozog ovláda.  

Najzložitejšou časťou mozgu je hustá zvrásnená vonkajšia oblasť centrálneho nervového systému, teda, inými slovami, mozgová kôra. Ďalšie vrstvy ukryté pod ňou sú podstatne hrubšie a plné vetiev, ktoré ovládajú zmysly, myšlienky a ovládanie tela.

Vedci skúmali tkanivá týchto vrstiev a ich bunky pripojili k zariadeniu, ktoré sa volá somatodendritická svorka. Pri výskume vyslali aktívny potenciál smerom z hora aj zdola ku každému neurónu a zaznamenali tak spomínané dendritické akčné potenciály. Hneď po tom, čo zistili, že existuje takýto typ signálov, výskum urobili aj na mozgu človeka, ktorý epilepsiou netrpel. Chceli tak zistiť, či dané signály nie sú špecifické len pre epileptikov. Ukázalo sa, že nie, funguje tak každý ľudský mozog.

Signál bol dokonca v mozgu prítomný, aj keď vedci pridali blokátor, tetrodotoxín. Nenašli ho, len keď chýbal vápnik. Vedcov spôsob šírenia nového druhu signálu v kortexe prekvapil.

Okrem logických funkcií AND a OR máme na stole ďalšiu funkciu, takzvanú „exkluzívnu OR“, alebo XOR. Pri nej signál prejde len v prípade, keď je iný signál určitým spôsobom klasifikovaný. Vedci predpokladajú, že nová logická operácia vyžaduje sieťové riešenie.

Zistenie zatiaľ ponúka viac otázok ako odpovedí

Zatiaľ ide o novinku a informácií nemáme veľa. Nevieme, či je signál špecifický len pre ľudí, alebo je možné ho nájsť aj v mozgoch zvierat. Každopádne, ľudský mozog bol inšpiráciou pri vývoji počítačových hardvérov. Ak raz naozaj pochopíme to, na čo vedci nedávno prišli, nebudeme vedieť viac len o vlastnej hlave, ale zároveň bude existovať cesta k ešte výkonnejšiemu počítačovému hardvéru.

zdroj: pixabay/seanbatty

Ak ťa zaujíma, ako presne sa tento nový logický nástroj, ktorý je vtesnaný len do jednej nervovej bunky premení na vyššiu funkciu, tak si na odpoveď budeš musieť ešte počkať. Odpoveď momentálne nevedia ani vedci.