Fenomen critic pentru activitatea creierului, descoperit de cercetători clujeni

Doi cercetători clujeni au arătat pentru prima dată că echilibrul dintre rezonanţă şi integrare (două caracteristici ale modului de funcţionare al neuronilor) ar putea fi o condiţie critică pentru activitatea normală a creierului. Acest echilibru permite creierului să aibă o activitate susţinută (ceea ce ne dă voie, de exemplu, să gândim chiar dacă închidem ochii şi ne astupăm urechile, fără ca activitatea neuronilor să înceteze în lipsa unor stimuli senzoriali) dar în acelaşi timp menţine activitatea creierului la niveluri normale, evitând creşterea exagerată a activităţii neuronale, ce poate duce la epilepsie.

Studiul a fost realizat de Raul Mureşan şi Cristina Savin, de la Centrul de Cercetări Cognitive şi Neuronale (Coneural) din Cluj, în cadrul unei colaborări cu două prestigioase institute germane, Institutul Max Planck pentru Cercetarea Creierului şi Institutul pentru Studii Avansate (FIAS) din Frankfurt am Main.

Neuronii din creier funcţionează atât ca integratori, cât şi ca rezonatori. Ca integratori, neuronii emit pulsuri proporţional cu numărul de pulsuri primite de la neuronii la care sunt conectaţi. “Pericolul sistemelor pur integratoare este cǎ în lipsa unui discernǎmânt individual, întregul sistem poate uşor deveni instabil iar neuronii pot ajunge sǎ descarce impulsuri fǎrǎ nici un control, extrem de rapid, fenomen numit epilepsie�, spune Raul Mureşan. Ca rezonatori, neuronii emit pulsuri în special atunci când neuronii conectaţi la ei descarcă cu o frecvenţă bine definită. “Existǎ un mare avantaj ca neuronii individuali sǎ respecte frecvenţe preferate, fenomen numit rezonanţǎ. Sistemele neuronale de acest tip sunt mult mai stabile şi nu suferǎ niciodatǎ de epilepsie. Marele lor dezavantaj însǎ, este cǎ nu rǎspund la stimulare� explicǎ Mureşan.

Cercetătorii români au fost primii care au arătat legătura dintre cele două proprietăţi ale neuronilor – rezonanţa şi integrarea – şi capacitatea creierului de a avea o activitate susţinută dar de a răspunde în acelaşi timp diverşilor stimuli. “Neuronii îşi pot schimba relativ rapid proprietǎţile între integrare şi rezonanţǎ. Ambele moduri de descǎrcare îşi au avantajele şi dezavantajele lor şi probabil cǎ cel mai avantajos pentru creier a fost sǎ le combine pe amândouǎ. Acest tandem, integrare-rezonanţǎ oferǎ flexibilitate şi stabilitate în acelaşi timp� spune Mureşan.

Rezultatele cercetătorilor de la Coneural au fost publicate în numǎrul din martie al prestigioasei reviste Journal of Neurophysiology, editată de Asociaţia de Fiziologie din SUA.

Centrul de Cercetări Cognitive şi Neuronale (Coneural) este o instituţie privată, nonprofit, de cercetări în domeniul neuroştiinţelor computaţionale şi inteligenţei artificiale de inspiraţie biologică. Puteţi sprijini aceste cercetări direcţionând 2% din impozit către Coneural. Pentru aceasta, completaţi declaraţia de venituri sau formularul 230 cu următoarele informaţii:
Denumirea entităţii nonprofit: Asociaţia Coneural
Cod de identificare fiscală: 14905026
Cont bancar (IBAN): RO31 BTRL 0130 1205 A356 10XX
Puteţi descărca formularele completate cu aceste informaţii de aici.