Русские учёные раскрыли три режима синхронизации нейронов: новое исследование

Исследователи из Саратовского государственного университета использовали модель Ходжкина–Хаксли для изучения синхронизации парных нейронов. Специалисты выявили три режима взаимодействия, которые изменяются в зависимости от внешних параметров.

Русские исследователи из Саратовского государственного университета имени Чернышевского провели численные эксперименты, используя классическую биофизическую модель Ходжкина–Хаксли, чтобы раскрыть особенности синхронизации парных нейронов.

Это было объявлено в их пресс-релизе. Ученые выбрали именно эту модель из-за её способности детально демонстрировать электрические процессы, происходящие в мембране нейрона, включая учет натриевых токов.

Исследование выявило, что поведение нейронной пары варьируется в зависимости от различных значений внешнего тока, начального мембранного напряжения и силы их взаимосвязи.

Обнаружилось, что в зависимости от этих параметров система из двух нейронов способна синхронизироваться в одном из трёх режимов: покое (без колебаний), одиночном "спайке" или устойчивом автоколебательном режиме. Поведение одного нейрона напрямую обусловлено состоянием второго: сильная связь может как спровоцировать появление активности, так и подавить её,

— указано в пресс-релизе.

Татьяна Богатенко, соавтор исследования, подчеркнула, что управление режимами двух связанных нейронов возможно не только с помощью постоянного внешнего тока, но и через регулирование силы связи и начальных условий.

Ключевой вывод заключался в том, что существует пороговое значение силы связи, превышение которого ведет к резкой смене режима работы нейронов. Например, при слабом токе нейрон, как правило, остаётся пассивным, но при соединении с активным соседом и достижении определённой силы связи, оба начинают синхронно колебаться,

— отметили в пресс-релизе.