Ένα νέο είδος ηλεκτρικής διαδικασίας σε νευρώνες του ανθρώπινου εγκεφάλου αποκαλύφθηκε σε πρόσφατη έρευνα, της οποίας ηγήθηκε ο Δρ. Matthew Larkum στο Πανεπιστήμιο Humboldt στο Βερολίνο και συμμετείχαν η Διευθύντρια Ερευνών του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας, Δρ. Παναγιώτα Ποϊράζη, και η συνεργάτιδά της, Ειδική Λειτουργική Επιστήμονας Δρ. Αθανασία Παπουτσή.
Συγκεκριμένα, εντοπίστηκε ένα νέο είδος δενδριτικής απόκρισης που δεν έχει περιγραφεί μέχρι στιγμής σε άλλα θηλαστικά και το οποίο επιτρέπει την υλοποίηση μαθηματικών υπολογισμών που θεωρούνταν αδύνατοι σε επίπεδο απλού νευρώνα. Αυτή η ανακάλυψη θα συμβάλει στη βαθύτερη κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου και στη βελτίωση των υπολογιστικών μοντέλων που βασίζονται στη λειτουργία του.
Το εργαστήριο του Βερολίνου εξέτασε υγιείς ανθρώπινους νευρώνες, οι οποίοι προέρχονται από ασθενείς με επιληψία ή όγκο στον εγκέφαλο
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα νέο είδος δενδριτικών δυναμικών σε αυτούς τους νευρώνες, τα οποία δεν έχουν μέχρι στιγμής παρατηρηθεί σε άλλα ζώα. Τα νέα αυτά δενδριτικά δυναμικά έχουν μια ιδιαίτερη συμπεριφορά, αντί να αυξάνουν σε μέγεθος με την ένταση του ερεθίσματος, στην αρχή το ύψος τους αυξάνει και στη συνέχεια μειώνεται.
Η συμπεριφορά αυτή είναι αντίθετη από ό,τι έχει παρατηρηθεί σε άλλους νευρώνες. Το εργαστήριο της Δρ. Π. Ποϊράζη χρησιμοποίησε αυτή την ιδιότητα σε υπολογιστικά μοντέλα για να λύσει ένα δύσκολο μαθηματικό πρόβλημα, τη μαθηματική πύλη XOR, το οποίο παλαιότερα για να επιλυθεί απαιτούσε τη χρήση πολύπλοκων αλγορίθμων.
Διαπιστώθηκε ότι οι δενδρίτες των ανθρώπινων νευρώνων τους επιτρέπουν να επιλύσουν το μη-γραμμικό αυτό πρόβλημα, κάτι που στο παρελθόν θεωρείτο αδύνατο σε επίπεδο απλού νευρώνα.
Ουσιαστικά, η αποκάλυψη των επιστημόνων προσδίδει στους ανθρώπινους νευρώνες την ικανότητα να επιλύουν δύσκολα μη γραμμικά προβλήματα με πολύ λιγότερους πόρους, χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί ολόκληρο νευρωνικό δίκτυο, αλλά μονάχα ένα κομμάτι του νευρώνα, και συγκεκριμένα ο βασικός του δενδρίτης.