Επιστήμονες αποκάλυψαν έναν προηγουμένως μη αναγνωρισμένο τρόπο κυτταρικής επικοινωνίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο, προσφέροντας βαθιά γνώση των περίπλοκων λειτουργιών του. Η ανακάλυψη αυτή, την οποία ανέφεραν ερευνητές από ιδρύματα της Γερμανίας και της Ελλάδας σε μελέτη του 2020, υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος μπορεί να διαθέτει υπολογιστικές δυνατότητες πέρα από την τρέχουσα κατανόησή μας.
Μέσω σχολαστικής ανάλυσης δειγμάτων εγκεφαλικού ιστού που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης σε επιληπτικούς ασθενείς, οι ερευνητές αποκάλυψαν έναν μηχανισμό στα εξωτερικά κύτταρα του φλοιού που παράγει ένα μοναδικό “διαβαθμισμένο” σήμα που ονομάζεται dendritic action potentials (dCaAPs) με τη μεσολάβηση ασβεστίου. Σε αντίθεση με τη συμβατική νευρωνική πυροδότηση, η οποία βασίζεται κυρίως σε ιόντα νατρίου, τα dCaAPs περιλαμβάνουν συνδυασμό ιόντων ασβεστίου και νατρίου, ξεκινώντας κύματα τάσης που δεν είχαν παρατηρηθεί προηγουμένως.
Μπαίνει σε λειτουργία ο πρώτος υπερυπολογιστής με δυνατότητες ανθρώπινου εγκεφάλου
Τα ευρήματα αυτά αμφισβητούν τις καθιερωμένες αντιλήψεις για τη νευρωνική επικοινωνία και αναδεικνύουν την πολυπλοκότητα της λειτουργίας του εγκεφάλου. Οι νευρώνες, που συχνά παρομοιάζονται με τα τρανζίστορ στους υπολογιστές, χρησιμοποιούν ηλεκτρικά σήματα για να εκτελέσουν διάφορες λειτουργίες. Στον εγκεφαλικό φλοιό, το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για τις λειτουργίες υψηλής τάξης, οι ερευνητές παρατήρησαν ένα ποικίλο φάσμα μοτίβων σηματοδότησης, συμπεριλαμβανομένων των λογικών πράξεων AND, OR και αποκλειστικού OR (XOR), που επιτρέπουν στους νευρώνες να επεξεργάζονται πληροφορίες με περίπλοκους τρόπους.
Χρειάζεται περαιτέρω έρευνα για την πλήρη διαλεύκανση του ρόλου των dCaAPs στους νευρικούς υπολογισμούς και τον προσδιορισμό της παρουσίας τους σε άλλα είδη. Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέους δρόμους για την κατανόηση της λειτουργίας του εγκεφάλου και μπορεί να εμπνεύσει εξελίξεις τόσο στη νευροεπιστήμη όσο και στην τεχνολογία.
