脑电波可以塑造大脑的分子基础设施

生产它的许多功能,包括思想,大脑工作的许多鳞片。信息,如目标或图像是由之间的协调电活动的神经元网络,而内部和周围每个神经元蛋白质和其他化学物质的身体进行网络参与的机制。

麻省理工学院的研究人员撰写的一篇新论文,伦敦城市大学,约翰霍普金斯大学认为网络的电场影响神经元的物理配置的亚细胞组分优化网络的稳定性和效率,一个假设作者叫“Cytoelectric耦合”。

“大脑的信息处理在微调的作用网络到分子水平,”说厄尔·k·米勒Picower教授Picower麻省理工学院学习与记忆研究所合著的论文神经生物学的进展与副教授Dimitris Pinotsis麻省理工学院和伦敦城市大学,约翰霍普金斯基因弗里德曼教授。

“大脑适应变化的世界,”Pinotsis说。“它的蛋白质和分子改变。他们可以有电荷和需要赶上神经元过程,存储和使用电子信号传输信息。与神经元交互电场似乎是必要的。”

思维领域

米勒的实验室正在研究的主要重点工作记忆等高级认知功能如何迅速,灵活而可靠地走出数以百万计的单个神经元的活性。神经元能够动态地形成电路通过创建和删除连接,称为突触,以及加强或削弱这些连接。但这只是形成了一个“路线图”的信息可能会流,米勒说。的特定神经回路集体代表一个想法或另一个,米勒发现,通过有节奏的协调活动,俗称“脑电波”的不同频率。

快从我们的愿景“伽马”节奏帮助传输图像(如松饼),而“测试版”慢波的图像可能携带我们更深层次的思考,(例如“太多的卡路里”)。适当时机,这些脉冲的可以进行预测,使写作,抓住和阅读信息工作记忆,米勒的实验室。他们分解当工作记忆。实验室报告了证据表明,大脑可能明显操纵节奏在特定的物理位置,进一步为灵活的认知组织神经元,一个概念叫做“空间计算”。

其他从实验室最近的工作表明,虽然内单个神经元网络的参与可能变化无常和不可靠,信息由网络的稳定所代表的总体的一部分电场由他们的集体活动。

Cytoelectric耦合

在新的研究中,作者将这种有节奏的协调神经网络电活动模式与其他证据表明,电场线可以影响神经细胞在分子水平上。

例如,研究人员研究了ephaptic耦合,通过邻近神经元相互影响的电气性能的膜,而不是仅仅依靠电化学交流跨突触。这电相声包括何时以及是否会影响神经功能斯派克在电路电子信号传递给其他神经元。

米勒Pinotsis弗里德曼也引用研究显示其他电气及其组件包括如何影响细胞神经系统发育由字段和引导呢微管可以保持一致。

如果大脑进行信息电场与电场能够配置的大脑神经元和其他元素形成一个网络,然后大脑可能会使用这个功能。大脑可以使用字段,以确保网络做它应该做什么,作者建议。

把它(松散)电视迷来说,电视网络的成功不仅仅是它能够传递一个明确的信号,数以百万计的家庭。同样重要的是细节一样好每个家庭观众的方式安排其电视、音响系统和客厅家具最大化的经验。在这个比喻和大脑,米勒说,网络的存在促使个体参与者参与优化配置自己的基础设施。

“Cytoelectric耦合连接信息的内消旋量和宏观层面到微观层面的蛋白质的分子基础记忆,”作者在文章中写道。

本文列出了鼓舞人心的逻辑Cytoelectic耦合。“我们任何人都可以提供一个假设测试,”米勒说。

参考:弗里德曼Pinotsis哒,G,米勒艾克。Cytoelectric耦合:电场雕刻神经活动和“优化”大脑的基础设施。食物一般。2023:102465。doi:10.1016 / j.pneurobio.2023.102465

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