Digital Tهينك Tank (DTT)

سمة غير عادية للدماغ البشري. لدينا كثافة منخفضة بشكل مذهل للقنوات الأيونية

اندهش العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عندما اكتشفوا أنه مقارنة بالثدييات الأخرى ، فإن الخلايا العصبية البشرية لديها كثافة أقل من القنوات الأيونية مما قد يتوقعه المرء. تولد القنوات الأيونية النبضات الكهربائية التي يتم من خلالها الخلايا العصبية نقل. هذه ملاحظة أخرى رائعة حول هيكل مخ.

يفترض العلماء أنه بسبب انخفاض كثافة القنوات الأيونية ، تطور الدماغ البشري للعمل بشكل أكثر كفاءة وتوفير الطاقة للعمليات الأخرى المطلوبة لأداء المهام الإدراكية المعقدة. قال البروفيسور مارك هارنيت من معهد ماكجفرن لأبحاث الدماغ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

مصدر الصورة: شترستوك ؛

هو ود. قارن Lou Beaulieu-Laroche الخلايا العصبية من أنواع مختلفة من الثدييات وبحث عن أنماط فيها تكمن وراء تعبير القنوات الأيونية. قاموا بفحص نوعين من قنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي وقناة HCN للخلايا العصبية الهرمية في الطبقة الخامسة من القشرة الدماغية. قام العلماء بفحص 10 من الثدييات: الزبابة الأترورية ، المنزلقات المنغولية ، الفئران ، الجرذان ، الأرانب ، قرد القرد ، قرود المكاك ، خنازير غينيا ، القوارض ، والأنسجة البشرية التي تم جمعها من مرضى الصرع. قاموا بأداء الأكثر شمولاً الكهربية Studie هذا النوع من خلال.

اكتشف العلماء أنه كلما زاد حجم الخلايا العصبية ، زادت كثافة الخلايا العصبية القنوات الأيونية يزيد. توجد مثل هذه العلاقة في 9 من الأنواع العشرة التي تمت دراستها. الأنواع التي تحتوي على خلايا عصبية أكبر وبالتالي نسبة سطح إلى حجم أقل لها نسبة أعلى الموصلية الأيونية من أغشية الخلايا. البشر استثناء لهذه القاعدة.

كان هذا اكتشافًا مذهلاً ، حيث أظهرت الدراسات المقارنة السابقة أن دماغ الإنسان يتشكل مثل أدمغة الثدييات الأخرى. لذلك فوجئنا باختلاف الخلايا العصبية البشرية "، كما تقول بوليو لاروش.

يعترف العلماء أن الكثافة المتزايدة للقنوات الأيونية كانت مفاجأة لهم ، ولكن عندما بدأوا في التفكير في الأمر ، اتضح أن ذلك كان منطقيًا. في دماغ الزبابة الأترورية الصغيرة ، والتي تتكون من خلايا عصبية صغيرة جدًا ، تكون كثافة الخلايا العصبية في حجم معين أعلى منها في دماغ الأرنب ، الذي يحتوي على خلايا عصبية أكبر بكثير. ومع ذلك ، نظرًا لأن الخلايا العصبية في الأرانب لديها كثافة أعلى من القنوات الأيونية ، فإن كثافة القنوات الأيونية لكل حجم دماغ معين هي نفسها لكلا النوعين. بنية الدماغ هذه هي نفسها بالنسبة لتسعة أنواع مختلفة من الثدييات. يبدو أن ملف القشرة الدماغية يحاول الاحتفاظ بنفس عدد القنوات الأيونية لكل وحدة حجم. هذا يعني أن تكاليف الطاقة لتشغيل القنوات الأيونية لكل وحدة حجم من القشرة الدماغية هي نفسها لجميع أنواع الحيوانات. هذا هو الاستثناء هنا العقل البشري.

يعتقد العلماء أن انخفاض كثافة القنوات الأيونية في دماغ بواسطة H. sapiens لخفض تكاليف الطاقة لنقل الأيونات بحيث يمكن للدماغ استخدام هذه الطاقة في مهام أخرى ، مثل: B. لإجراء اتصالات أكثر تعقيدًا بين الخلايا العصبية.