Neurony s podobným zaměřením se navzájem podporují

Neurony jsou spojeny excitačními a inhibičními synapsemi do složitých sítí jak lokálně, tak v měřítku celého mozku. Tato komplexita představuje velkou výzvu na cestě k pochopení, jak mozek zpracovává informace, a vyžaduje komplexní vědecké přístupy. Existuje mnoho různých modelů kódování informací v biologických neuronových sítích, z nichž některé jsou založeny na dominanci inhibičních synapsí, jiné na vzájemném zesilování neuronové aktivity.

V mozkové kůře lze identifikovat nadprůměrně propojené podsítě neuronů s podobným funkčním zaměřením. Vědci z laboratoře Karla Svobody v Janelia Research Campus (USA) se rozhodli pomocí kombinace výpočetních a experimentálních metod otestovat funkci těchto hustěji propojených podsítí v somatosenzorické kůře myši. Jejich počítačová simulace části somatosenzorické kůry předpověděla, že lokální excitační spoje zesilují reakci neuronů na daný vstup, ale pouze v podsíti se zvýšenou hustotou spojů. Funkce těchto podsítí je výrazně ovlivněna ztrátou malého množství neuronů z podsítě. Tuto predikci otestovali autoři v experimentu in vivo. Odstranění malého množství excitačních neuronů zpracovávajících jistý hmatový podnět ze somatosenzorické kůry myši výrazně oslabilo neuronovou reakci na tento podnět, ale ne na jiné podněty. Touto manipulací byly ovlivněny převážně neurony s podobnou reakcí na daný hmatový podnět, jako měly odstraněné neurony.

Z těchto výsledků vyplývá, že pro reprezentaci smyslových podnětů v mozkové kůře jsou zásadní excitační spoje neuronů specializovaných na podobný smyslový podnět.

Peron S. et al.: Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2062-x

Ve spolupráci s Czexpats in Science (czexpats.org)

Ve spolupráci s Czexpats in Science (czexpats.org)