Ученые СГУ выяснили, как сила связи между нейронами меняет режим их работы

Для изучения взаимодействия нервных клеток исследователи применили классическую биофизическую модель Ходжкина–Хаксли. Этот выбор был обусловлен тем, что данная модель наиболее подробно описывает электрические процессы, происходящие в мембране нейрона, и учитывает, в частности, токи натрия. С помощью численных экспериментов ученые проанализировали, как меняется поведение пары связанных нейронов при различных параметрах.

В ходе работы было установлено, что система из двух нейронов может синхронизироваться в одном из трех режимов: находиться в состоянии покоя без колебаний, генерировать одиночный «спайк» или переходить в устойчивый автоколебательный режим. Ключевым фактором, определяющим поведение пары, является не только внешний ток и начальное мембранное напряжение, но и сила связи между нейронами.

Как выяснилось, поведение одного нейрона находится в прямой зависимости от состояния второго. При достаточно сильной связи активный нейрон может как «разбудить» пассивного соседа, так и, наоборот, подавить его возбуждение. По словам соавтора исследования Татьяны Богатенко, работа показала, что управлять режимами связанных нейронов можно не только с помощью постоянного внешнего тока, но также через изменение силы связи и даже начальных условий.

Главной находкой исследования, как сообщается в пресс-релизе университета, стало обнаружение порогового значения силы связи. При превышении этого порога режим работы нейронов резко меняется. Например, нейрон, который при слабом токе обычно неактивен, при установлении связи с активным соседом и достижении определенной силы этой связи начинает синхронно с ним колебаться, сообщает РИА Новости. 

Ранее академик Гинцбург рассказал о главной трудности при создании вакцины против рака. 

checheninfo.ru