Tiede

Tutkimus: Ihmisen aivot kykenevät mutkikkaisiin laskutoimituksiin, ja syy siihen löytyy hermosolujen välisestä ”oksistosta”

Aivosolujemme sähköisen ominaisuudet ovat erilaiset kuin muilla eläimillä.

Aivoja on monesti verrattu tietokoneeseen. Aivoissamme on noin 86 miljardia hermosolua eli neuronia. Ne laskevat samaan tapaan kuin tietokoneet rinnakkaislaskennassa.

Jokainen aivojen neuroni on kytköksissä solujen haarakkeiden avulla tuhansiin muihin neuroneihin. Se takaa laskentatehon.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Aivoissa isot neuronien ryhmät viestivät sähköisesti keskenään. Juuri se tuottaa ajatuksia ja käyttäytymistä.

Nyt on saatu todisteita siitä, että aivojen hermosolujen pitkät tuojahaarakkeet eli dendriitit vaikuttavat aivojemme laskennan tehoon. Niillä on tärkeä rooli, kun hermosolu kokoa informaatiota.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Ihmisaivojen neuronit viestivät sähköisiä signaaleja koko pituudellaan. Tutkijat voivat mitata sähköisiä signaaleja siten, että he laittavat mikroskooppisen pieniä elektrodeja neuronin sisään.

MIT-yliopiston aivotutkija Mark Harnett mittasi ja tallensi ensi kertaa näitä signaaleja elävien ihmisaivojen hermosolujen pitkissä ja ohuissa haarakkeissa, dendriiteissä.

Näin hän sai tallennettua signaaleja hermosolun ”oksistosta”. Aiemmin tutkijat ovat keskittyneet hermosolun ”runkoon” eli sen paksumpaan kohtaan.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Harnett sai työpaikalleen MIT-yliopistolle, lähelle Bostonia, käyttöönsä elävää aivokudosta noin sormenpään kokoisina näytteinä. Ne oli juuri leikattu epilepsiaa sairastavan potilaan aivoista läheisessä sairaalassa.

Kun kudos poistettiin potilaan aivoista sairaalassa, laittoivat kirurgit sen heti liuokseen, joka oli hyvin samankaltaista kuin elimistön aivo-selkäydinneste. Näin kudosta saatiin pidettyä elossa siirron ja mittausten ajan, yhteensä 48 tuntia.

Tutkimus paljasti rakenteellisen eron ihmisen ja hiiren neuronien tuojahaarakkeiden välillä. Ihmisen tuojahaarakkeet ovat paljon itsenäisempiä kuin jyrsijöillä.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Se tarkoittaa, että tuojahaarakkeiden jaksot voivat toimia riippumatta siitä, mitä saman neuronin muut osat tekevät. Tuojahaarakkeen osastot ”päättävät” sitten yhdessä, virittyykö hermosolun paksumpi runko sähköisesti. Jos se virittyy tarpeeksi, siirtyy tieto ympäröiviin hermosoluihin.

Yksittäiset neuronit voivat näin suorittaa mutkikkaita laskutoimituksia. Tämä vaikuttanee siihen, miksi ihmisaivojen laskentateho on niin hyvä. Laskenta keskittyy dendriittien ionikanavien ympärille.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Ihmisen hermosoluissa on enemmän sähköistä osastointia, mikä sallii sen, että solun yksiköt ovat itsenäisempiä. Se lisää yksittäisten hermosolujen laskennallisia kykyjä, sanoo Harnett MIT:n tiedotteessa.

Hän vertaa ilmiötä tietokoneen transistoreihin. Nekin käsittelevät erikseen sähköisiä signaaleja. Vasta signaalien laskennallinen lopputulos ratkaisee.

Sähköisen signaalin voimakkuus aivoissa riippuu siitä, kuinka pitkä matka signaalin täytyy kulkea. Signaali vaimenee, jos sen täytyy kulkea pitkä matka.

Ihmisen aivoissa on hiirien aivoja epävarmempaa, että signaali päätyy hermosolun päärunkoon. Siihen vaikuttaa muiden tuojahaarakkeiden aktiivisuus, kertoo Harnett videolla.

Ihmisaivojen dendriitit ovat paljon pitempiä kuin hiirillä tai useimmilla muilla nisäkkäillä. Tämä johtuu siitä, että ihmisen aivojen kuorikerros eli korteksi vie noin 3/4 aivojen tilavuudesta, kun esimerkiksi rotilla se vie noin kolmasosan.

Niinpä signaali, joka virtaa ihmisen dendriittiä pitkin kuorikerroksesta syvemmälle aivoihin on heikompi kuin sellainen, joka virtaa hiiren dendriittiä pitkin.

Harnettin raportin julkaisi tiedelehti Cell.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Aivot
  • Tiede
  • Timo Paukku

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Tällainen on Suomi: Kun Trump kertoi uskomattoman väitteen Pohjolan metsänhoidosta, suomalaiset lähtivät metsään haravoimaan ja imuroimaan

    2. 2

      Paniikkia, konkurssien pelkoa ja lähtöaikeita – Kauppakeskus Redin asiakaskato ajaa yrittäjiä ahdinkoon

    3. 3

      Tutkimus paljastaa: Koulujen uudet menetelmät heikentävät oppimista merkittävästi

    4. 4

      Täti innostui sukututkimuksesta, ja niin Leenakin teki dna-testin – Kun tulokset tulivat, eletty elämä osoittautui valheeksi

      Tilaajille
    5. 5

      Aso-kotien vuokrat ovat järkyttäviä ja kallistuvat niin paljon, ettei niihin uskalla muuttaa, kertoo lukija – HS selvitti eri asumismuotojen kuluja

    6. 6

      Kuvia Suomesta, osa 39: Rio Gandara kuvasi, mitä tekevät ihmiset, jotka eivät saa öisin unta

    7. 7

      Kauppa­keskus Redin johtaja ei kommentoi yrittäjien lähtöaikeita: ”Vuokralaiset vastaavat itse omasta liiketoiminnastaan”

    8. 8

      Euroopassa raivoaa sota, jonka keskellä ihmiset käyvät oopperassa ja asuvat bunkkereissa – HS:n erikoisartikkeli vie Itä-Ukrainan sodan molemmille puolille

    9. 9

      Lehti: Maltalaisen toimittajan murhan tilaajat tunnistettu

    10. 10

      Mitä tapahtui edustussaunomiselle? Maailman muuttuminen sai firmat luopumaan tavasta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Tutkimus paljastaa: Koulujen uudet menetelmät heikentävät oppimista merkittävästi

    2. 2

      Täti innostui sukututkimuksesta, ja niin Leenakin teki dna-testin – Kun tulokset tulivat, eletty elämä osoittautui valheeksi

      Tilaajille
    3. 3

      Kuvia Suomesta, osa 39: Rio Gandara kuvasi, mitä tekevät ihmiset, jotka eivät saa öisin unta

    4. 4

      Euroopassa raivoaa sota, jonka keskellä ihmiset käyvät oopperassa ja asuvat bunkkereissa – HS:n erikoisartikkeli vie Itä-Ukrainan sodan molemmille puolille

    5. 5

      Paniikkia, konkurssien pelkoa ja lähtöaikeita – Kauppakeskus Redin asiakaskato ajaa yrittäjiä ahdinkoon

    6. 6

      Pohdin päivittäin, minkä hintaiseksi avopuolisoni elättäminen lopulta tulee

    7. 7

      Saudi-Arabia tappoi toimittaja Jamal Khashoggin, paloitteli ruumiin ja liuotti sen hapolla viemäriin – Näin kerrotaan, mutta kaikki ei täsmää, sanoo sotarikostutkija Helena Ranta

      Tilaajille
    8. 8

      Tällainen on Suomi: Kun Trump kertoi uskomattoman väitteen Pohjolan metsänhoidosta, suomalaiset lähtivät metsään haravoimaan ja imuroimaan

    9. 9

      Mitä tapahtui edustussaunomiselle? Maailman muuttuminen sai firmat luopumaan tavasta

    10. 10

      Liisa Heinosen kauppa ei ole muuttunut 70-luvun jälkeen – HS kiersi Töölön kivijalkakauppoja ja löysi katoavan maailman

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Puurokattila liedellä kertoi, että asunnosta oli lähdetty vauhdilla – Sina Varheen tytär katosi, ja seuraavien kuukausien jäljet seuraavat äitiä läpi elämän

      Tilaajille
    2. 2

      Tutkimus paljastaa: Koulujen uudet menetelmät heikentävät oppimista merkittävästi

    3. 3

      Helsingin surkein taloyhtiö oli pahassa jamassa ja jopa vaarallinen – juuri valmistunut peruskorjaus maksoi 2 800 euroa neliöltä

    4. 4

      Ilta-Sanomat: Näyttelijä Aku Hirviniemi sai syytteen kahdesta seksuaalisesta ahdistelusta

    5. 5

      Syvällä Lapin erämaassa kulkee natsi-Saksan viimeinen puolustuslinja, ja nyt sieltä löytyi salaperäinen vankileiri

      Tilaajille
    6. 6

      Ihmisten ja hiirten aivoista löytyi suolisto­bakteereita – ”Tämä on tajunnan­räjäyttävää”, kommentoi neuro­tieteilijä

    7. 7

      Muutaman kympin Aalto-maljakosta väärennetään sahaamalla satojen eurojen klassikko – Näin ostajia jymäytetään väärennetyllä Suomi-designilla ja näin vältät huijarien ansat

      Tilaajille
    8. 8

      Mies loi ”bändilleen” tyhjästä fani­kunnan, levy-yhtiön sekä uutis­sivuston ja buukkasi niiden avulla kiertueen ilman yleisöä – nyt hän selittää tekoaan Twitterissä

    9. 9

      ”Täällä tulee törmäys sitten” – 130-metrinen norjalainen sotalaiva törmäsi säiliöalukseen monista varoituksista huolimatta, käy ilmi lauantaina julkaistulta äänitteeltä

    10. 10

      Täti innostui sukututkimuksesta, ja niin Leenakin teki dna-testin – Kun tulokset tulivat, eletty elämä osoittautui valheeksi

      Tilaajille
    11. Näytä lisää