Мозг-обжора: Зачем ему столько энергии?
Американские ученые во главе с Вей Ченом (Wei Chen) установили, что лишь около 2/3 своего энергетического «бюджета» мозг тратит на генерацию нервных импульсов. Оставшаяся треть уходит на «домашнее хозяйство» — на поддержание нормального состояния клеток.
Чтобы показать это, с помощью магниторезонансной спектроскопии ученые отслеживали уровень синтеза аденозинтрифосфата (АТФ) — основного источника энергии — в мозге крыс. При этом изучалась возможная взаимосвязь между выработкой АТФ и активностью мозга.
Как и предполагалось, уровень продукции АТФ значительно изменялся в зависимости от активности мозга. При нокаутировании крыс АТФ в их мозге вырабатывалось в 2 раза меньше, чем в состоянии легкой анестезии. Авторы утверждают, что в неактивном состоянии мозг тратит энергию в основном на поддержание жизнедеятельности клеток, в то время как дополнительная АТФ, синтезируемая в «сознательном» состоянии, расходуется на осуществление других функций. По их оценкам, только около трети АТФ, синтезируемой полностью бодрствующим мозгом, расходуется на поддержание жизнедеятельности клеток, а все остальное — на другие функции.
Поддержание нормального состояния нейронов необходимо для полноценного функционирования ткани мозга и нормального протекания многих биологических процессов. Заряженные ионы натрия, калия и кальция постоянно перемещаются через мембраны нервных клеток, обеспечивая их перезарядку, тонус и генерацию нервных импульсов. Эти процессы требуют значительных затрат энергии, и их нарушения могут приводить к накоплению ионов внутри клеток, их набуханию и гибели.
Мозг все еще таит в себе не меньше загадок, чем Вселенная. К примеру, лишь недавно было сделано довольно неожиданное открытие: оказалось, одного-единственного нейрона вполне достаточно, чтобы осуществлять отдельные психические процессы. Читайте: «Микро-мысли».