Het bestuderen van de hersenen omvat het meten van de activiteit van miljarden individuele hersencellen, neuronen genaamd. Bijgevolg, veel hersenmeettechnieken produceren gegevens waarvan het gemiddelde is om de activiteit van grote populaties van deze neuronen weer te geven. Als alle neuronen zich anders gedragen, dit zal uitgemiddelden. Maar, wanneer het gedrag van individuele neuronen is gesynchroniseerd, het produceert duidelijk zichtbare trillingen.

Synchronisatie is belangrijk om te begrijpen hoe neuronen zich gedragen, wat vooral relevant is met betrekking tot hersenziekten zoals de ziekte van Alzheimer, epilepsie en Parkinson. Nutsvoorzieningen, een groep onderzoekers van het Institute of Computational Physics and Complex Systems aan de Lanzhou University, China, heeft een combinatie van twee computermodellen gebruikt om de manieren te bestuderen waarop verschillende soorten neuronen synchronisatie kunnen beïnvloeden. De studie is gepubliceerd in de Europees fysiek tijdschrift B .

Om de effecten op synchronisatie te bestuderen, de auteurs onderzochten neuronen die remmende neuronen worden genoemd - die werken om de activiteit van andere neuronen te vertragen of te stoppen. Bovendien, ze onderzochten de waarschijnlijkheid dat deze remmende neuronen spontaan of helemaal niet binnen het netwerk vuren.

Met behulp van computermodellen, de onderzoekers bouwden vervolgens een neuraal netwerk van Izhikevich; ze gebruikten ook een model van neuronale transmissie, het Tsodyks-Uziel-Markram (TUM) -model genoemd.

Hun bevindingen geven aan dat remmende neuronen een tweevoudige impact kunnen hebben op oscillerende patronen. Aan de ene kant, ze kunnen het vuren van de neuronen vertragen, waardoor synchronisatie wordt voorkomen. Op de andere, ze kunnen de overgang van de oscillerende patronen vergemakkelijken, wat bevorderlijk is voor synchronisatie.

Het onderzoek is belangrijk voor het vergroten van ons begrip van hersenziekten, zoals een beroerte, Alzheimer en epilepsie. "De steeds toenemende morbiditeit van hersenziekten maakt het onderzoek naar dit onderwerp belangrijk in zowel psychologie als geneeskunde", zeggen de auteurs.