Нейроны человеческого мозга выделяются необычно низкой плотностью расположения ионных каналов, что позволяет эффективнее расходовать энергию.
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.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
