Нейроны человеческого мозга выделяются необычно низкой плотностью расположения ионных каналов, что позволяет эффективнее расходовать энергию.
Ионные каналы на клеточной мембране: взгляд художника / ©Juan Gaertner, Science Photo Library
Электрические сигналы распространяются по нейронам совсем не так, как по проводам. Здесь их создает волна возбуждения — кратковременный электрический потенциал, перемещающийся вдоль клеточной мембраны от аксона и до ветвящихся дендритов, которые оканчиваются контактами со следующими нейронами в сети. В свою очередь, потенциал возникает благодаря интенсивной работе специальных белковых насосов, активно перекачивающих заряды (ионы натрия и калия) через мембрану.
Несколько лет назад команда Марка Харнетта (Mark Harnett) и его коллег из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила, что дендриты нейронов коры головного мозга человека несут заметно меньше ионных каналов, чем в мозге крыс. Заинтересовавшись этой необычной особенностью, ученые провели аналогичную работу уже на десятке видов млекопитающих, включая людей и макак, мышей и крыс, кроликов и морских свинок. О результатах исследования рассказывается в новой статье, опубликованной в журнале Nature.
Анализ показал, что в целом плотность расположения ионных каналов на дендритах растет с увеличением размера самих нервных клеток. Например, нейроны землеройки мельче, чем у макаки, и белки на них размещаются не так плотно. В результате один и тот же объем вещества головного мозга несет примерно одинаковое количество ионных каналов. За единственным исключением мозга человека, который выделяется неожиданно низкой плотностью распределения таких белков.
Причина этого пока не ясна. Ученые предполагают, что сокращение числа ионных каналов снижает энергопотребление мозга, позволяя направить высвободившиеся ресурсы на работу других затратных нейронных механизмов — скажем, на поддержание более сложной сети синаптических связей или на ускоренное распространение потенциала действия.
Комментарии
Мои нейроны, синапсы и прочая херня изношены десятилетиями алкоголизма, но даже я понимаю, что "это жжж" неспроста.
А не попали ли ученные пальцем в небо? Вдруг это классическая ошибка выжившего? И это был мозг рядового тиктокера.
Если мне не изменяет память, то уменьшение числа проводов в одном кабеле должно уменьшать паразитные шумы в каждой жиле... Благодаря сокращению "жильности" в дендритах, в нейронных точках отправки и получения сигнала возникает меньше ошибок считывания... Потому, пока "многожильные" животные при любом сигнале тревоги беспорядочно мечутся в поисках выхода, человек не торопясь ищет его, сидя на месте и готовясь рвануть в правильном направлении...))) Но иногда это срабатывает против него, так как порой для спасения достаточно сойти с места в любом произвольном направлении...
Ну, вообще-то у человека тоже есть рефлекторные реакции. Например, когда Вы поскользнётесь, мозг моментально высчитает, чего куда и на сколько выдвинуть. В результате вы сохраните равновесие, даже не сразу сообразив, что произошло.
Когда в поле зрения попадает движущийся автомобиль, мозг быстро вычисляет угловую скорость и направление и перемещает глаз так, чтобы автомобиль через время реакции глаза оказался в центре жёлтого пятна. Станислав Лем в своё время предположил, что мозг сам переходит на двоичную систему, когда сочтёт нужным.