Необычная особенность человеческого мозга. У нас удивительно низкая плотность ионных каналов

Ученые из Массачусетского технологического института были поражены, обнаружив, что по сравнению с другими млекопитающими нейроны человека имеют более низкую плотность ионных каналов, чем можно было бы ожидать. Ионные каналы генерируют электрические импульсы, через которые Нейроны общаться. Это еще одно удивительное наблюдение о структуре Головной мозг.

Ученые предполагают, что из-за более низкой плотности ионных каналов человеческий мозг эволюционировал, чтобы работать более эффективно и экономить энергию для других процессов, необходимых для выполнения сложных когнитивных задач. «Если мозг может экономить энергию за счет уменьшения плотности ионных каналов, он может использовать сэкономленную энергию для других процессов», - сказал профессор Марк Харнетт из Института исследований мозга Макговерна. из Массачусетского Технологического Института.

Источник изображения: Shutterstock;

Он и доктор Лу Больё-Ларош сравнил нейроны разных видов млекопитающих и искал в них паттерны, лежащие в основе экспрессии ионных каналов. Они исследовали два типа потенциалзависимых калиевых каналов и канал HCN пирамидных нейронов в слое V коры головного мозга. Ученые исследовали 10 млекопитающих: этрусских землероек, монгольских ползунков, мышей, крыс, кроликов, мартышек, макак, морских свинок, хорьков и человеческие ткани, взятые у пациентов с эпилепсией. Они выполнили самые обширные электрофизиологический Учиться этот вид насквозь.

Ученые обнаружили, что с увеличением размера нейронов увеличивалась и плотность Ионные каналы увеличивается. Такая взаимосвязь существует у 9 из 10 изученных видов. У видов с более крупными нейронами и, следовательно, с более низким отношением поверхности к объему, показатель выше. Ионная проводимость клеточных мембран. Люди - исключение из этого правила.

Это было поразительное открытие, поскольку предыдущие сравнительные исследования показали, что человеческий мозг устроен так же, как и мозг других млекопитающих. Поэтому мы были удивлены тем, что человеческие нейроны отличаются », - говорит Больё-Ларош.

Ученые признают, что увеличение плотности ионных каналов было для них большой неожиданностью, но когда они задумались об этом, это оказалось логичным. В мозге небольшой этрусской землеройки, который состоит из очень маленьких нейронов, плотность нейронов в данном объеме выше, чем в мозге кролика, который имеет гораздо более крупные нейроны. Однако, поскольку нейроны кроликов имеют более высокую плотность ионных каналов, плотность ионных каналов на данный объем мозга одинакова для обоих видов. Архитектура мозга одинакова у девяти различных видов млекопитающих. Кажется, что Кора головного мозга пытается сохранить одинаковое количество ионных каналов в единице объема. Это означает, что затраты энергии на функционирование ионных каналов на единицу объема коры головного мозга одинаковы для всех видов животных. Это исключение здесь человеческий мозг.

Ученые считают, что меньшая плотность ионных каналов в Мозг by H. sapiens, чтобы снизить затраты энергии на перенос ионов, чтобы мозг мог использовать эту энергию для других задач, таких как: Б. для создания более сложных связей между нейронами.

печать