Cercetare

Publicaţii ştiinţifice

Articole de popularizare

Fenomen critic pentru activitatea creierului, descoperit de cercetătorii de la Coneural

23 aprilie 2007

Doi cercetători clujeni au arătat pentru prima dată că echilibrul dintre rezonanţă şi integrare (două caracteristici ale modului de funcţionare al neuronilor) ar putea fi o condiţie critică pentru activitatea normală a creierului. Acest echilibru permite creierului să aibă o activitate susţinută (ceea ce ne dă voie, de exemplu, să gândim chiar dacă închidem ochii şi ne astupăm urechile, fără ca activitatea neuronilor să înceteze în lipsa unor stimuli senzoriali) dar în acelaşi timp menţine activitatea creierului la niveluri normale, evitând creşterea exagerată a activităţii neuronale, ce poate duce la epilepsie.

Raul Mureşan

Studiul a fost realizat de Raul Mureşan şi Cristina Savin, de la Centrul de Cercetări Cognitive şi Neuronale (Coneural) din Cluj, în cadrul unei colaborări cu două prestigioase institute germane, Institutul Max Planck pentru Cercetarea Creierului şi Institutul pentru Studii Avansate (FIAS) din Frankfurt am Main.

Neuronii din creier funcţionează atât ca integratori, cât şi ca rezonatori. Ca integratori, neuronii emit pulsuri proporţional cu numărul de pulsuri primite de la neuronii la care sunt conectaţi. "Pericolul sistemelor pur integratoare este că, în lipsa unui discernământ individual, întregul sistem poate uşor deveni instabil iar neuronii pot ajunge să descarce impulsuri fără nici un control, extrem de rapid, fenomen numit epilepsie", spune Raul Mureşan. Ca rezonatori, neuronii emit pulsuri în special atunci când neuronii conectaţi la ei descarcă cu o frecvenţă bine definită. "Există un mare avantaj ca neuronii individuali să respecte frecvenţe preferate, fenomen numit rezonanţă. Sistemele neuronale de acest tip sunt mult mai stabile şi nu suferă niciodată de epilepsie. Marele lor dezavantaj, însă, este că nu raspund la stimulare" explică Mureşan.

Cercetătorii români au fost primii care au arătat legătura dintre cele două proprietăţi ale neuronilor - rezonanţa şi integrarea - şi capacitatea creierului de a avea o activitate susţinută dar de a răspunde în acelaşi timp diverşilor stimuli. "Neuronii îşi pot schimba relativ rapid proprietăţile între integrare şi rezonanţă. Ambele moduri de descărcare au avantajele şi dezavantajele lor şi probabil că cel mai avantajos pentru creier a fost să le combine pe amândouă. Acest tandem, integrare-rezonanţă oferă flexibilitate şi stabilitate în acelaşi timp" spune Mureşan.

Rezultatele cercetătorilor de la Coneural au fost publicate în numărul din martie 2007 al prestigioasei reviste Journal of Neurophysiology, editată de Asociaţia de Fiziologie din SUA.

Articolul în care au fost publicate rezultatele: Raul C. Mureşan, Cristina Savin, Resonance or Integration? Self-Sustained Dynamics and Excitability of Neural Microcircuits. Journal of Neurophysiology 97: 1911-1930, 2007. Preprint (PDF).

Pagina web a lui Raul Mureşan.

Ecouri în presă: Gândul, Cotidianul, Ziua de Cluj, Ziarul clujeanului, Monitorul de Cluj, Telegraf, Europa FM, ScienceLine, BizNews.

Direcţionaţi 2% din impozitul dvs. pe venit pentru sprijinirea cercetărilor de la Coneural!