Нейроны общаются друг с другом с помощью электрических импульсов, которые производятся ионными каналами, контролирующими поток ионов, таких как калий и натрий. Нейробиологи из Массачусетского технологического института (MIT, США) показали, что у нейронов человека гораздо меньше этих каналов, чем у нейронов других млекопитающих, что могло бы позволить человеческому мозгу отводить энергию на другие нейронные процессы, сообщает пресс-служба MIT. Подробно открытие описано в журнале Nature.
Ученые проанализировали нейроны 10 различных млекопитающих, что стало самым обширным электрофизиологическим исследованием в своем роде. У них были ткани мозга таких животных, как этрусские землеройки (или карликовые многозубки, одни из самых маленьких известных млекопитающих), песчанки, мыши, крысы, морские свинки, хорьки, кролики, мартышки и макаки. Также среди образцов были ткани человеческого мозга, взятые у пациентов с эпилепсией во время операции на головном мозге. Это разнообразие позволило исследователям охватить диапазон толщины коры и размеров нейронов во всем царстве млекопитающих.
Исследователи обнаружили, что почти у всех видов млекопитающих, которые они изучили, плотность ионных каналов увеличивалась по мере увеличения размера нейронов. Единственным исключением из этого правила стали нейроны человека, у которых плотность ионных каналов оказалась значительно ниже, чем ожидалось.
В крошечном мозге этрусской землеройки, который заполнен очень маленькими нейронами, в данном объеме ткани больше нейронов, чем в том же объеме ткани мозга кролика, чьи нейроны гораздо крупнее. Но поскольку нейроны кроликов имеют более высокую плотность ионных каналов, плотность каналов в данном объеме ткани одинакова у обоих видов или любого другого вида, не относящегося к человеку, который проанализировали исследователи.
«Этот план строительства работает у девяти различных видов млекопитающих, – отмечают авторы работы. – Похоже, что кора головного мозга пытается сохранить одинаковое количество ионных каналов в единице объема для всех видов. Это означает, что для данного объема коры энергетические затраты одинаковы, по крайней мере, для ионных каналов».
У человека же для данного объема ткани мозга плотность ионных каналов не увеличилась, а, наоборот, резко уменьшилась. Исследователи предполагают, что это «отклонение от плана» могло помочь человеческому мозгу развиваться и работать более эффективно, позволяя ему экономить энергию и тратить ее на другие нейронные процессы, необходимые для выполнения сложных когнитивных задач.
[Фото: Courtesy of the researchers / MIT]
