וִידֵאוֹ: מדוע המוח זקוק לעוצמה כה רבה?
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
מחקר חדש מראה מדוע המוח מנקז כל כך הרבה מאנרגיות הגוף.
זה ידוע היטב שהמוח משתמש באנרגיה רבה יותר מכל איבר אנושי אחר, המהווה עד 20 אחוז מכלל המטרה של הגוף. עד כה, רוב המדענים האמינו כי היא משתמשת בחלק הארי של אותה אנרגיה כדי לתדלק דחפים חשמליים שהנוירונים משתמשים בהם כדי לתקשר ביניהם. מסתבר, עם זאת, זה רק חלק מהסיפור.
מחקר חדש ב- Proceedings of the National Academy of Sciences בארה"ב מצביע על כך ששני שלישים מתקציב האנרגיה של המוח משמשים כדי לעזור לתאי עצב או לתאי עצב "לירות" או לשלוח אותות. עם זאת, השליש הנותר משמש לאיזה מחקר הסופר וויי צ'ן, רדיולוג בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת מינסוטה, מכנה "משק בית", או שמירה על בריאות התאים.
החוקרים הגיעו למסקנותיהם לאחר שצילמו את המוח באמצעות ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית (MRS) כדי למדוד את ייצור האנרגיה שלו במהלך משמרות פעילות. לדברי חן, הטכנולוגיה, שקיימת מזה שלושה עשורים ומשמשת למעקב אחר תוצרי חילוף החומרים ברקמות שונות, יכולה להוכיח את עצמה יום אחד באיתור מומים במוח או לאבחון גידולים או מקדימים למחלות ניווניות (כגון אלצהיימר ופרקינסון). מוקדם.
חן ועמיתיו השתמשו ב- MRS במיוחד כדי לעקוב אחר קצב ייצור האדנוזין טריפוספט (ATP), המקור העיקרי לאנרגיה תאית, במוח חולדות. MRS משתמשת במכונת הדמיה תהודה מגנטית (MRI) שתוכנתה לאסוף אלמנטים מסוימים בגוף - במקרה זה, שלושת אטומי הזרחן בכל מולקולת ATP. מטרתם: לקבוע אם ייצור ה- ATP קשור לפעילות המוח על ידי מדידת האנרגיה המושקעת ברמות שונות של תודעה.
בהחלט, נראה כי רמות ה- ATP משתנות עם פעילות המוח. הצוות ציין שכאשר חולדות המעבדה הודחו, הם ייצרו 50 אחוז פחות מולקולות ATP מאשר כשהן מורדמות קלות. נראה כי ה- ATP המיוצר כאשר המוח אינו פעיל, אומר כי חן, הולך בעיקר לתחזוקת תאים, ואילו ה- ATP הנוסף. שנמצאו בבעלי החיים הערניים יותר דלקו בתפקודים אחרים במוח. הוא משער שרק שליש מה- ATP המיוצר במוחות ערים לחלוטין משמש לתפקודי ניקיון בית, ומשאיר את השאר לפעילויות אחרות.
"כוח ניקיון הבית חשוב לשמירה על רקמת המוח בחיים", אומר חן, "ולתהליכים הביולוגיים הרבים במוח," בנוסף לשיחות עצביות. אטומי נתרן, סידן ואשלגן טעונים (או יונים) עוברים ברציפות דרך קרומי התאים, כך שתאי עצב יכולים להיטען לאש. ATP מספקת את האנרגיה הדרושה ליונים אלה לחצות קרומי תאים. צ'ן אומר שחייבת להיות מספיק אנרגיה כדי לשמור על איזון יוני תקין בתאים ומחוצה להם; אם יותר מדי נתקעים בפנים, זה יכול לגרום לנפיחות, שעלולה לפגוע בתאים ולהוביל לשבץ מוחי ותנאים אחרים.
לדבריו, מאז השתמש הצוות ב- MRS כדי לחקור את דרישות האנרגיה של מוחו של חתול, שלדבריהם קפץ גם כאשר החתלתול היה מגורה ויזואלית. הבא: בני אדם, שלדברי חן החוקרים מקווים ללמוד "בקרוב מאוד".