Μια ομάδα Duke διαπίστωσε ότι οι μεμονωμένοι νευρώνες μπορούν να κωδικοποιήσουν πληροφορίες για πολλαπλά ερεθίσματα ταυτόχρονα, με τον ίδιο τρόπο που τα ηλεκτρονικά όπως τα κινητά τηλέφωνα ταξινομούν τα σήματα με συχνότητα.
Πίσω στις πρώτες μέρες των τηλεπικοινωνιών, οι μηχανικοί επινόησαν έναν έξυπνο τρόπο για την αποστολή πολλαπλών τηλεφωνικών κλήσεων μέσω ενός μόνο καλωδίου ταυτόχρονα. Ονομάζεται πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου, η τεχνική αυτή αλλάζει ταχύτατα μεταξύ της αποστολής τεμαχίων κάθε μηνύματος.
Νέα έρευνα από το πανεπιστήμιο του Duke δείχνει ότι οι νευρώνες στον εγκέφαλο μπορεί να είναι σε θέση να ακολουθήσουν μια παρόμοια στρατηγική. Σε ένα πείραμα που εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο οι πίθηκοι ανταποκρίνονται στον ήχο, μια ομάδα νευροεπιστημόνων και στατιστικολόγων διαπίστωσε ότι ένας μόνο νευρώνας μπορεί να κωδικοποιεί πληροφορίες από δύο διαφορετικούς ήχους μεταβαίνοντας μεταξύ του σήματος που σχετίζεται με έναν ήχο και του σήματος που σχετίζεται με τον άλλο ήχο.
“Η ερώτηση που θέσαμε είναι πώς οι νευρώνες διαφυλάσσουν πληροφορίες για δύο διαφορετικά ερεθίσματα στον κόσμο σε μια στιγμή;” δήλωσε η Jennifer Groh, καθηγητής στο τμήμα ψυχολογίας και νευροεπιστήμης. “Βρήκαμε ότι υπάρχουν χρονικές περίοδοι όταν ένας δεδομένος νευρώνας αποκρίνεται σε ένα ερέθισμα και άλλες χρονικές στιγμές όπου αποκρίνεται στο άλλο”, δήλωσε ο Groh. “Φαίνονται να είναι σε θέση να εναλλάσσονται μεταξύ τους.”
Τα αποτελέσματα μπορούν να εξηγήσουν τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται περίπλοκες πληροφορίες από τον κόσμο γύρω μας και μπορεί επίσης να δώσει μια εικόνα για ορισμένους από τους αντιληπτικούς και γνωστικούς περιορισμούς μας. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στις 13 Ιουλίου στην Nature Communications .
Οι περισσότερες μελέτες συμπεριφοράς του απλού νευρώνα διερευνούν μόνο ένα ερέθισμα κάθε φορά, εξετάζοντας πώς ένας συγκεκριμένος νευρώνας αποκρίνεται όταν το θέμα εκτελείται σε μία μόνο σημείωση ή παρουσιάζει μία μόνο εικόνα.
Αλλά η πραγματικότητα είναι σπάνια τόσο απλή. Ο εγκέφαλός μας είναι ικανός να επεξεργάζεται ταυτόχρονα πολλαπλά ερεθίσματα – όπως να ακούει έναν φίλο σε ένα πάρτι με μουσική που παίζει στο παρασκήνιο ή να ανακαλύπτει το βόμβο ενός τζιτζικιού από μια συμφωνία άλλων εντόμων.
“Δεν είναι προφανές πώς πηγαίνεις από απλούς νευρώνες που κωδικοποιούν μεμονωμένα αντικείμενα, σε νευρώνες που κωδικοποιούν πολλαπλά αντικείμενα”, δήλωσε η Valeria Caruso, ερευνήτρια στο τμήμα ψυχολογίας και νευρολογίας. «Θέλαμε να παρέχουμε ένα ενδιάμεσο βήμα, εξετάζοντας πώς οι νευρώνες κωδικοποιούν μικρές ομάδες αντικειμένων».
Γ