Τα αστροκύτταρα παίζουν τον ρόλο τους στο πώς θυμόμαστε τα πράγματα - Μελέτη από το MIT
Έχουν τον δικό τους ρόλο στη μνήμη μας και ίσως είναι το «κλειδί» για να καταλάβουμε γιατί ενώ δεν θυμόμαστε τι φάγαμε χθες, θυμόμαστε τα γενέθλια ενός παιδικού φίλου
Τα αστροκύτταρα είναι ο πιο πολυάριθμος τύπος κυττάρου στον εγκέφαλο. Πάντα θεωρούνταν υπεύθυνα για την εξισορρόπηση του χημικού περιβάλλοντος, τον καθαρισμό των αποβλήτων και τη θρέψη των νευρώνων. Αυτά μέχρι πρόσφατα, καθώς νέες έρευνες δείχνουν ότι έχουν πολύ πιο ενεργό ρόλο: συμμετέχουν στην επικοινωνία και την αποθήκευση πληροφοριών.
Ένα σιωπηλό δίκτυο αστροκυττάρων
Ένα μόνο αστροκύτταρο μπορεί να συνδεθεί με περισσότερες από ένα εκατομμύριο συνάψεις, δημιουργώντας ένα περίπλοκο δίκτυο, κάτι που κάποτε θεωρούνταν παθητικό. Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι αυτά τα κύτταρα «ακούνε» τη νευρωνική δραστηριότητα! Απελευθερώνουν μόρια που ονομάζονται γλοιοδιαβιβαστές (τα οποία είναι ικανά να επηρεάσουν άμεσα τον τρόπο μετάδοσης των πληροφοριών).
Το μοντέλο που αλλάζει το παιχνίδι είναι αυτό που οι ερευνητές του MIT και της IBM έχουν δημοσιεύσει στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών. Προτείνουν ότι τα αστροκύτταρα θα μπορούσαν να αποθηκεύσουν μνήμες χάρη στο εσωτερικό τους δίκτυο και την ικανότητά τους να επικοινωνούν με πολλές συνάψεις ταυτόχρονα. Αυτό το μοντέλο συνδυάζει τα μαθηματικά, τη βιολογία και τη θεωρία των τεχνητών νευρωνικών δικτύων!
Πιο αποτελεσματικά δίκτυα, περισσότερες μνήμες
Δεν είναι ότι θυμάσαι τον πρώην σου περισσότερο από όσο θα έπρεπε... Η πρόταση βασίζεται σε πυκνές συνειρμικές μνήμες, έναν πιο προηγμένο τύπο δικτύου από τα κλασικά δίκτυα Hopfield. Η ιδέα είναι ότι η ενσωμάτωση αστροκυττάρων ως υπολογιστικών κόμβων όχι μόνο προσθέτει περισσότερες μνήμες, αλλά πολλαπλασιάζει την ικανότητα αποθήκευσης. Όσο μεγαλύτερη είναι η συμμετοχή των αστροκυττάρων, τόσο πιο ισχυρό θα είναι το δίκτυο για την αποθήκευση και την ανάκτηση αναμνήσεων.
Ενέργεια και μνήμη: πώς λειτουργούν;
Tο μοντέλο που παρουσιάζουν χρησιμοποιεί την ιδέα μιας «ενεργειακής λειτουργίας» για να εξηγήσει πώς ο εγκέφαλος συμπληρώνει μνήμες από μερικά θραύσματα. Τα αστροκύτταρα, συμμετέχοντας στη μετάδοση ασβεστίου και στη σύνδεση με πολλαπλές συνάψεις, δημιουργούν ένα πλουσιότερο και πιο ευέλικτο δίκτυο αλληλεπιδράσεων. Αυτό το σύστημα όχι μόνο αποθηκεύει περισσότερες πληροφορίες, αλλά το κάνει πιο ισχυρά.
Και τώρα που είναι τόσο μοντέρνο, οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως έμπνευση για τη βελτίωση των αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης, μαθαίνοντας απευθείας από τη βιολογία του εγκεφάλου.
Εάν επιβεβαιωθεί αυτή η θεωρία, τα εγχειρίδια νευροεπιστήμης θα πρέπει να ξαναγραφτούν εντελώς! Επειδή μέχρι τώρα πίστευαν ότι η νευρωνική σύναψη ήταν η αποκλειστική βάση της μνήμης, αλλά αυτό το μοντέλο υποδηλώνει ότι τα αστροκύτταρα παίζουν επίσης σε αυτό το παιχνίδι!
Το επόμενο βήμα: η απόδειξή του στο εργαστήριο
Η ομάδα του MIT λέει ότι ο καλύτερος τρόπος για να επικυρωθεί αυτό το εύρημα, είναι να χειριστεί τη διάχυση του ασβεστίου στα αστροκύτταρα και να δει πώς επηρεάζει τη μνήμη. Σχεδιάζουν επίσης να προσαρμόσουν τις προσομοιώσεις τους με πραγματικά δεδομένα νευροβιολογίας για να διασφαλίσουν ότι αντικατοπτρίζουν πραγματικά τον τρόπο λειτουργίας του εγκεφάλου.
Η επιστήμη δεν σταματά ποτέ να μας εκπλήσσει. Αυτά τα κύτταρα έχουν περάσει απαρατήρητα εδώ και δεκαετίες, αλλά τώρα θα μπορούσαν να είναι το κλειδί για να καταλάβετε γιατί θυμάστε τα γενέθλια του φίλου σας από το νηπιαγωγείο και όχι τι φάγατε για χθες!
