Una danza de neuronas perfectamente sincronizada es lo que nos da el poder de ver, escuchar, oler, mover, recordar y reflexionar. Pero la coreografía solo puede tener éxito si hay una comunicación eficiente entre los bailarines. Estosolo es razón suficiente para estudiar las relaciones entre pares de neuronas, pero ¿qué sucede si más de dos neuronas se unen para un baile? Stojan Jovanović y el Prof. Dr. Stefan Rotter del Centro Bernstein de Friburgo BCF de la Universidad de Friburgo y el Clusterde excelencia BrainLinks-BrainTools abordó esta pregunta en un nuevo estudio. Sus resultados ya se han publicado en la revista PLOS Biología Computacional . Mediante una combinación de experimentos de pensamiento matemático y simulaciones informáticas inspiradas biofísicamente, los investigadores lograron extender sus ideas sobre las interacciones por pares entre pares de neuronas desarrolladas en estudios anteriores a correlaciones de tercer orden que involucran interacciones entre tres neuronas. Los hallazgos sientan las basespara una mejor comprensión de la actividad de las redes neuronales en el cerebro.
Los mensajes electroquímicos transmitidos por varios tipos de sinapsis permiten una comunicación eficiente entre las neuronas. Sin embargo, los medios precisos por los cuales la red de comunicación sináptica coreografia este ballet neural son ampliamente desconocidos ". En un experimento, solo es posible observar una pequeña fracción de"El inmenso número de neuronas involucradas en un momento dado, por razones puramente técnicas", explica Jovanović. Por lo tanto, no es factible captar la interacción coordinada de grandes masas de células en el cerebro en su totalidad, y los modelos matemáticos son útiles para obtener información adicional.
"Una teoría influyente del aprendizaje establece que solo las dos neuronas que se comunican a través de una sinapsis concreta deben tenerse en cuenta", explica Rotter. "Si la activación de la red los obliga a realizar un determinado paso de baile, la sinapsis esfortalecido. Si la red hace que se caigan del ritmo, la sinapsis se debilita ". Los investigadores aplicaron un modelo matemático, el proceso de Hawkes, para descubrir qué papel podrían desempeñar las llamadas correlaciones de tercer orden en este contexto.pudieron calcular la importancia relativa de las relaciones entre tres neuronas para la dinámica de la red. La aplicación de estos hallazgos a la actividad eléctrica medida experimentalmente de tres células nerviosas permite a los científicos caracterizar mejor la estructura de la red, y tal vez incluso derivar nuevas reglas de aprendizaje sináptico enel cerebro.
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Materiales proporcionado por Albert-Ludwigs-Universität Freiburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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