תכונה יוצאת דופן של המוח האנושי. יש לנו צפיפות נמוכה להפליא של תעלות יונים

מדענים ב-MIT נדהמו לגלות שבהשוואה ליונקים אחרים, לנוירונים אנושיים יש צפיפות נמוכה יותר של תעלות יונים ממה שניתן היה לצפות. תעלות יונים מייצרות את הדחפים החשמליים שדרכם נוירונים לתקשר. זוהי עוד תצפית מדהימה על המבנה של מוֹחַ.

מדענים משערים שבגלל הצפיפות הנמוכה יותר של תעלות יונים, המוח האנושי התפתח לעבודה יעילה יותר ולחסוך אנרגיה לתהליכים אחרים הנדרשים לביצוע משימות קוגניטיביות מורכבות. אם המוח יכול לחסוך באנרגיה על ידי הפחתת צפיפות תעלות היונים, הוא יכול להשתמש באנרגיה שנחסכה לתהליכים אחרים, אמר פרופסור מארק הארנט ממכון מקגוברן לחקר המוח בנושא. MIT.

מקור תמונה: Shutterstock;

הוא וד"ר. Lou Beaulieu-Laroche השווה נוירונים ממינים שונים של יונקים וחיפש בהם דפוסים העומדים בבסיס הביטוי של תעלות יונים. הם בחנו שני סוגים של תעלות אשלגן תלויות מתח ואת ערוץ HCN של נוירונים פירמידליים בשכבה V של קליפת המוח. המדענים בדקו 10 יונקים: שרצים אטרוסקים, סליידרים מונגוליים, עכברים, חולדות, ארנבות, מרמוסטים, מקוק, שפני ניסיונות, חמוסים ורקמות אנושיות שנאספו מחולי אפילפסיה. הם ביצעו הכי נרחב אלקטרופיזיולוגי ללמוד מהסוג הזה דרך.

המדענים גילו שככל שגודלם של הנוירונים גדל, כך גדלה צפיפותם ערוצי יונים עולה. קשר כזה קיים ב-9 מתוך 10 המינים שנחקרו. למין עם נוירונים גדולים יותר ולכן יחס משטח לנפח נמוך יותר יש גבוה יותר מוליכות יונית של ממברנות התא. בני אדם הם חריג לכלל זה.

זה היה תגלית מדהימה, שכן מחקרים השוואתיים קודמים הראו שהמוח האנושי בנוי כמו מוחם של יונקים אחרים. לכן הופתענו מכך שהנוירונים האנושיים שונים", אומר בוליו-לארוש.

מדענים מודים שהצפיפות הגוברת של תעלות יונים הפתיעה אותם למדי, אבל כשהתחילו לחשוב על זה, התברר שזה הגיוני. במוח של שרוול אטרוסקי קטן, המורכב מתאי עצב קטנים מאוד, צפיפות הנוירונים בנפח נתון גבוהה יותר מאשר במוח של ארנב, שיש לו נוירונים גדולים בהרבה. עם זאת, מכיוון שלנוירונים של ארנב יש צפיפות גבוהה יותר של תעלות יונים, צפיפות תעלות היונים לכל נפח מוח נתון זהה עבור שני המינים. ארכיטקטורת מוח זו זהה עבור תשעת מיני היונקים השונים. נראה כי ה קליפת המוח מנסה לשמור על אותו מספר של תעלות יונים ליחידת נפח. המשמעות היא שעלויות האנרגיה עבור תעלות יונים מתפקדות ליחידת נפח של קליפת המוח זהות עבור כל מיני בעלי החיים. זה החריג כאן מוח אנושי.

מדענים מאמינים כי הצפיפות הנמוכה יותר של תעלות יונים ב מוח מאת H. sapiens להורדת עלויות האנרגיה להעברת יונים כך שהמוח יוכל להשתמש באנרגיה זו למשימות אחרות, כגון: ב. ליצירת קשרים מורכבים יותר בין נוירונים.

הדפסה