Rezonanța membranei neuronale facilitează oscilațiile gama din creier

06 martie 2014


În creier, oscilațiile gama sunt fluctuații periodice (30-80 Hz) ale activității neuronilor și ale potențialelor electrice generate de circuitele neuronale. Acestea sunt detectabile atât în descărcările neuronale individuale, la nivelul unui singur neuron, cât și în potențialele de câmp local, sau în afara craniului, în EEG. Cercetarea din ultimele trei decade a asociat aceste oscilații cu stări ale creierului care susțin percepția vizuală și olfactivă, angajarea în sarcini cognitive dificile, sau imersiunea în meditație adâncă. Oscilațiile gama sunt de asemenea perturbate în boli ale creierului, cum ar fi schizofrenia, autismul și bolile Alzheimer și Parkinson. Se consideră că ele reprezintă un ceas intern al creierului, care organizează activitatea neuronilor și contribuie la schimbul activ de informație între arii diferite ale creierului.

În ciuda evidentei lor importanțe, mecanismele care susțin generarea de oscilații gama sunt încă puțin înțelese. Vasile V. Moca și Raul C. Mureșan, în colaborare cu doi cercetători din Germania, au arătat recent că o proprietate a neuronilor inhibitori din creier ar putea deține cheia pentru emergența oscilațiilor gama robuste și stabile. Multe clase de neuroni inhibitori prezintă o așa-numită rezonanță de membrană, care determină ca aceștia să se comporte ca și corzile unei chitare: vibrează cel mai mult la o frecvență preferată. În mod important, neuronii inhibitori din cortex vibrează în zona de frecvențe din banda gama. Într-un studiu publicat în Cerebral Cortex, o revistă științifică dintre cele mai importante din domeniul neuroștiințelor, cercetătorii IRST au arătat că rezonanța exprimată în neuronii inhibitori contribuie foarte mult la generarea oscilațiilor gama. Rezonanța controlează, de asemenea, proprietățile acestor oscilații: frecvență, putere, dependență de stimul, robustețe la perturbații și temporizarea relativă a descărcărilor neuronilor excitatori și inhibitori. Cu alte cuvinte, rezonanța de membrană are capacitatea de a genera un adevărat ceas intern al creierului.

Referință:

Moca V.V., Nikolic D., Singer W., Mureșan R.C. (2014), Membrane resonance enables stable and robust gamma oscillations. Cerebral Cortex 24(1):119-142.