O caracteristică neobișnuită a creierului uman. Avem o densitate uimitor de scăzută a canalelor ionice

Oamenii de știință de la MIT au fost uimiți să descopere că, în comparație cu alte mamifere, neuronii umani au o densitate mai mică de canale ionice decât ne-am aștepta. Canalele ionice generează impulsurile electrice prin care Neuroni comunica. Aceasta este o altă observație uimitoare despre structura Creier.

Oamenii de știință emit ipoteza că, din cauza densității mai scăzute a canalelor ionice, creierul uman a evoluat pentru a funcționa mai eficient și a economisi energie pentru alte procese necesare îndeplinirii sarcinilor cognitive complexe. Dacă creierul poate economisi energie prin reducerea densității canalelor ionice, el poate folosi energia economisită pentru alte procese, a spus profesorul Mark Harnett de la Institutul McGovern pentru Cercetarea Creierului. MIT.

Sursa imaginii: Shutterstock;

El și Dr. Lou Beaulieu-Laroche a comparat neuroni de la diferite specii de mamifere și a căutat în ei modele care stau la baza expresiei canalelor ionice. Ei au examinat două tipuri de canale de potasiu dependente de tensiune și canalul HCN al neuronilor piramidali din stratul V al cortexului cerebral. Oamenii de știință au examinat 10 mamifere: scorpii etrusci, glisori mongoli, șoareci, șobolani, iepuri, marmosets, macaci, cobai, dihori și țesut uman colectat de la pacienții cu epilepsie. Ei au efectuat cele mai ample electrofiziologice Studia acest fel prin.

Oamenii de știință au descoperit că, pe măsură ce dimensiunea neuronilor creștea, la fel și densitatea Canale ionice crește. O astfel de relație există la 9 din cele 10 specii studiate. Speciile cu neuroni mai mari și, prin urmare, un raport suprafață-volum mai mic, au unul mai mare Conductivitate ionică ale membranelor celulare. Oamenii sunt o excepție de la această regulă.

Aceasta a fost o descoperire uluitoare, deoarece studiile comparative anterioare au arătat că creierul uman este construit ca creierul altor mamifere. Prin urmare, am fost surprinși că neuronii umani sunt diferiți”, spune Beaulieu-Laroche.

Oamenii de știință admit că creșterea densității canalelor ionice a fost o surpriză pentru ei, dar când au început să se gândească la asta, s-a dovedit a fi logic. În creierul unui mic scorpie etrusc, care este format din neuroni foarte mici, densitatea neuronilor într-un anumit volum este mai mare decât în ​​creierul unui iepure, care are neuroni mult mai mari. Cu toate acestea, deoarece neuronii de iepure au o densitate mai mare a canalelor ionice, densitatea canalelor ionice pe volumul creierului dat este aceeași pentru ambele specii. Această arhitectură a creierului este aceeași pentru cele nouă specii diferite de mamifere. Se pare că Cortex cerebral încearcă să păstreze același număr de canale ionice pe unitate de volum. Aceasta înseamnă că costurile energetice pentru funcționarea canalelor ionice pe unitatea de volum a cortexului cerebral sunt aceleași pentru toate speciile de animale. Aceasta este excepția aici creier uman.

Oamenii de știință cred că densitatea mai mică a canalelor ionice din Creier de H. sapiens pentru a reduce costurile energetice pentru transmiterea ionilor, astfel încât creierul să poată folosi această energie pentru alte sarcini, cum ar fi: B. pentru realizarea de conexiuni mai complexe între neuroni.

tipărire