В России раскрыли один из механизмов синхронизации колебаний нейронов
МОСКВА, 10 января. /ТАСС/. Российские исследователи подготовили математическое описание одного из нетипичных случаев синхронизации колебаний нейронов, который может возникать при развитии нейродегенеративных заболеваний и других сбоев в работе нервной системы. Об этом в среду сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.
"Результат работы позволит на математическом уровне описывать нетипичные режимы функционирования мозга, возникающие в том числе при нейродегенеративных заболеваниях. В частности, исследования в области нейросинхронизации могут помочь раскрыть, какие конкретные изменения в мозговой активности приводят к эпилептическим припадкам", - говорится в сообщении.
К такому выводу пришла группа математиков под руководством доцента НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде Наталии Станкевич при изучении поведения хаотических систем, чьи элементы могут быть синфазно синхронизированы. Это означает, что обе подсистемы проявляют активность или же "молчат" одновременно. Подобное поведение, в частности, характерно для некоторых нетипичных случаев синхронизации колебаний активности нейронов.
Ученые составили систему уравнений, которая позволила им описать подобные случаи синхронизации колебаний нервных клеток и учесть то, какую роль в этих процессах играют химические взаимодействия между нейронами. Это позволило российским математикам раскрыть сценарий и механизм возникновения такого синфазного режима колебаний.
В частности, исследователи обнаружили, что эти процессы связаны с возникновением так называемого гиперхаоса, более сложной и непредсказуемой формы математического хаоса, в рамках которой колебания носят хаотичный характер в каждой подсистеме. Иными словами, в случае с нервными клетками они синхронизированы по времени, однако сами колебания носят разную форму и природу. Это следует учитывать при изучении механизмов развития нарушений в работе мозга при эпилепсии и нейродегенеративных заболеваниях.
"В режиме гиперхаоса колебания хаотичны в каждой подсистеме. Они не идентичны абсолютно друг другу. Но при этом циклы покоя и активности происходят в фазе. В результате численного моделирования мы определили области в пространстве параметров модели, где можно наблюдать синфазную синхронизацию", - подытожила Станкевич, чьи слова приводит пресс-служба НИУ ВШЭ.