Ελληνική “υπογραφή” σε ανακάλυψη για τους εγκεφαλικούς νευρώνες

Ελληνική σφραγίδα έχει σημαντική έρευνα για τους νευρώνες του ανθρώπινου εγκεφάλου. Η Διευθύντρια Ερευνών του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο Humboldt , Δρ. Παναγιώτα Ποϊράζη, και η συνεργάτιδά της, Ειδική Λειτουργική Επιστήμονας Δρ. Αθανασία Παπουτσή συμμετέχουν στη μελέτη που κατέδειξε ότι νέο είδος ηλεκτρικής διαδικασίας συμβαίνει σε νευρώνες του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Επικεφαλής της ηγετικής ομάδας είναι ο Δρ. Matthew Larkum στο Πανεπιστήμιο Humboldt στο Βερολίνο.

Πρόκειται για ένα νέο είδος δενδριτικής απόκρισης που δεν έχει περιγραφεί μέχρι στιγμής σε άλλα θηλαστικά.

Εκτιμάται ότι η εν λόγω διαδικασία επιτρέπει την υλοποίηση μαθηματικών υπολογισμών που θεωρούνταν αδύνατοι σε επίπεδο απλού νευρώνα.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι το πόρισμα της έρευνας θα συμβάλει στη βαθύτερη κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου και στη βελτίωση των υπολογιστικών μοντέλων που βασίζονται στη λειτουργία του.

Η έρευνα

Ειδικότερα, οι επιστήμονες εξέτασαν υγιείς ανθρώπινους νευρώνες, οι οποίοι προέρχονται από ασθενείς με επιληψία ή όγκο στον εγκέφαλο.

Οι ερευνητές εντόπισαν το εν λόγω είδος δενδριτικών δυναμικών  τα οποία έχουν έχουν μια ιδιαίτερη συμπεριφορά, αντί να αυξάνουν σε μέγεθος με την ένταση του ερεθίσματος, παρατήρησαν ότι στην αρχή το ύψος τους αυξάνει και στη συνέχεια μειώνεται.

Με δεδομένο ότι η συμπεριφορά αυτή είναι αντίθετη από ό,τι έχει παρατηρηθεί σε άλλους νευρώνες, το εργαστήριο της Δρ. Π. Ποϊράζη αξιοποίησε αυτή την ιδιότητα σε υπολογιστικά μοντέλα για να λύσει ένα δύσκολο μαθηματικό πρόβλημα, τη μαθηματική πύλη XOR, το οποίο παλαιότερα για να επιλυθεί απαιτούσε τη χρήση πολύπλοκων αλγορίθμων.

Κατά την απόπειρα οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι οι δενδρίτες των ανθρώπινων νευρώνων επιτρέπουν την επίλυση του μη-γραμμικού αυτού προβλήματος,  το οποίο μέχρι τώρα δεν μπορούσε να συμβεί σε επίπεδο απλού νευρώνα.

Συμπερασματικά,  το πόρισμα της έρευνας  καταλήγει ότι οι ανθρώπινοι νευρώνες διαθέτουν  την ικανότητα να επιλύουν δύσκολα μη γραμμικά προβλήματα με πολύ λιγότερους πόρους, χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί ολόκληρο νευρωνικό δίκτυο, αλλά μονάχα ένα κομμάτι του νευρώνα και  δη ο βασικός του δενδρίτης.