Давненько не брал в руки шашку, а тут прям такая новость!
Похоже, придется пересматривать недавние, но популярные концепции!
В рамках серии Нейробиология и искусственный интеллект
Астроциты — клетки нейроглии, которым раньше отводилась роль вспомогательных клеток, функции которых заключались лишь в доставке к нейронам полезных веществ и удалении вредных. Однако, за последние лет 20 появилось много работ, где описывается механизм трехсторонней синаптической связи, в которой астроциты принимают активную роль в модуляции активности синапса. Это привело к довольно распространенному мнению, что чтобы понять как работает мозг, мало рассматривать только нейроны, необходимо принимать во внимание еще и глиальные клетки.
И вот буквально сегодня, в журнале Science появилась статейка, в которой утверждается, что такое трехстороннее взаимодействие характерно только для развивающихся организмов, а во взрослых такого уже не наблюдается.
Так что же это такое и чем нам это грозит?
В начале 90х была выдвинута теория, что электрически неактивные клетки астроциты могут «чувствовать» передачу сигналов с помощью глутамата в синапсах (glutamatergic synapses). [Напомню, что в возбуждающих глутаматных синапсах, которые считаются довольно хорошо описанными, нейротрансмиттер глутамат высвобождается из пре-синаптических пузырьков и связывается с рецепторами на пост-синаптической мембране, вызывая ее деполяризацию и, тем самым, передавая сигнал с одного нейрона на другой.] И тому было найдено множество подтверждений. Поэтому было выдвинуто множество теорий, где это может использоваться мозгом: от долговременной потенциации (основа долговременной памяти?) до высших когнитивных функций и сна.
Но товарищи из университета Рочестера заметили, что большинство работ было основано на образцах, взятых из молодых грызунов. Так что для своих опытов они взяли новорожденных и взрослых особей и сравнили результаты. А результаты показали, что гены, ответственные за подобное поведение не экспрессируются у взрослых грызунов (и людей тоже). И получается, что когда в синапсе высвобождается глутамат, то астроциты не всегда высвобождают ионы кальция (чем, собственно, они могли бы влиять на свойства передачи сигнала в синапсе), а только в течение довольно короткого жизненного периода. Таким образом, в общем случае, влияние астроцитов ограничивается случаями, когда идет слишком активное высвобождение глутамата или в ответ на общее повышение концентрации не��ромодуляторов (происходящих, например при возбуждении или просыпании ото сна). Отсюда следует, что астроциты не могут активно влиять на быстрые синаптические процессы, которые считаются ответственными за когнитивные функции.
А для теоретиков ИИ это может значить, например, что стоит таки сосредоточиться на самих нейронах, нежели пытаться описать взаимодействие всего со всем. Но это же значит, что скорее всего, придется придумывать и развивать новые теории связи когнитивных функций с деятельностью нейронов, нежели идти экстенсивным путем раздувания объема компьютерных симуляций.
Похоже, придется пересматривать недавние, но популярные концепции!
В рамках серии Нейробиология и искусственный интеллект
Астроциты — клетки нейроглии, которым раньше отводилась роль вспомогательных клеток, функции которых заключались лишь в доставке к нейронам полезных веществ и удалении вредных. Однако, за последние лет 20 появилось много работ, где описывается механизм трехсторонней синаптической связи, в которой астроциты принимают активную роль в модуляции активности синапса. Это привело к довольно распространенному мнению, что чтобы понять как работает мозг, мало рассматривать только нейроны, необходимо принимать во внимание еще и глиальные клетки.
И вот буквально сегодня, в журнале Science появилась статейка, в которой утверждается, что такое трехстороннее взаимодействие характерно только для развивающихся организмов, а во взрослых такого уже не наблюдается.
Так что же это такое и чем нам это грозит?
В начале 90х была выдвинута теория, что электрически неактивные клетки астроциты могут «чувствовать» передачу сигналов с помощью глутамата в синапсах (glutamatergic synapses). [Напомню, что в возбуждающих глутаматных синапсах, которые считаются довольно хорошо описанными, нейротрансмиттер глутамат высвобождается из пре-синаптических пузырьков и связывается с рецепторами на пост-синаптической мембране, вызывая ее деполяризацию и, тем самым, передавая сигнал с одного нейрона на другой.] И тому было найдено множество подтверждений. Поэтому было выдвинуто множество теорий, где это может использоваться мозгом: от долговременной потенциации (основа долговременной памяти?) до высших когнитивных функций и сна.
Но товарищи из университета Рочестера заметили, что большинство работ было основано на образцах, взятых из молодых грызунов. Так что для своих опытов они взяли новорожденных и взрослых особей и сравнили результаты. А результаты показали, что гены, ответственные за подобное поведение не экспрессируются у взрослых грызунов (и людей тоже). И получается, что когда в синапсе высвобождается глутамат, то астроциты не всегда высвобождают ионы кальция (чем, собственно, они могли бы влиять на свойства передачи сигнала в синапсе), а только в течение довольно короткого жизненного периода. Таким образом, в общем случае, влияние астроцитов ограничивается случаями, когда идет слишком активное высвобождение глутамата или в ответ на общее повышение концентрации не��ромодуляторов (происходящих, например при возбуждении или просыпании ото сна). Отсюда следует, что астроциты не могут активно влиять на быстрые синаптические процессы, которые считаются ответственными за когнитивные функции.
А для теоретиков ИИ это может значить, например, что стоит таки сосредоточиться на самих нейронах, нежели пытаться описать взаимодействие всего со всем. Но это же значит, что скорее всего, придется придумывать и развивать новые теории связи когнитивных функций с деятельностью нейронов, нежели идти экстенсивным путем раздувания объема компьютерных симуляций.