인간 두뇌의 특이한 특징. 우리는 놀랍도록 낮은 밀도의 이온 채널을 가지고 있습니다.

MIT의 과학자들은 다른 포유류에 비해 인간의 뉴런이 예상보다 낮은 밀도의 이온 채널을 갖고 있다는 사실에 놀랐습니다. 이온 채널은 전기 충격을 생성합니다. 뉴런 소통하다. 이것은 구조에 대한 또 다른 놀라운 관찰입니다. 뇌.

과학자들은 이온 채널의 밀도가 낮기 때문에 인간의 뇌가 더 효율적으로 작동하고 복잡한 인지 작업을 수행하는 데 필요한 다른 프로세스에 필요한 에너지를 절약하도록 진화했다고 가정합니다. 뇌가 이온 채널의 밀도를 줄여 에너지를 절약할 수 있다면 절약된 에너지를 다른 프로세스에 사용할 수 있다고 McGovern 뇌 연구 연구소의 Mark Harnett 교수는 말했습니다. MIT.

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그와 박사. Lou Beaulieu-Laroche는 다른 포유동물 종의 뉴런을 비교하고 이온 채널의 발현을 뒷받침하는 패턴을 찾았습니다. 그들은 두 가지 유형의 전압 개폐 칼륨 채널과 대뇌 피질의 V층에 있는 피라미드 뉴런의 HCN 채널을 조사했습니다. 과학자들은 10마리의 포유류를 조사했습니다: 에트루리아 말괄량이, 몽골 슬라이더, 생쥐, 쥐, 토끼, 마모셋, 원숭이, 기니피그, 흰 족제비 및 간질 환자로부터 수집한 인간 조직. 그들은 가장 광범위하게 수행 전기생리학적 공부 이 종류를 통해.

과학자들은 뉴런의 크기가 증가함에 따라 밀도도 증가한다는 사실을 발견했습니다. 이온 채널 증가합니다. 이러한 관계는 연구된 9종 중 10종에 존재합니다. 더 큰 뉴런을 갖고 따라서 더 낮은 표면 대 체적 비율을 갖는 종은 더 높은 것을 가집니다. 이온 전도도 세포막의. 인간은 이 규칙의 예외입니다.

이것은 이전의 비교 연구에서 인간의 뇌가 다른 포유류의 뇌와 유사하게 구성되어 있음을 보여주었기 때문에 놀라운 발견이었습니다. 따라서 우리는 인간의 뉴런이 다르다는 사실에 놀랐습니다."라고 Beaulieu-Laroche는 말합니다.

과학자들은 이온 채널의 밀도가 증가하는 것이 그들에게 상당히 놀라운 일이었다는 것을 인정하지만, 그것에 대해 생각하기 시작했을 때 논리적인 것으로 판명되었습니다. 매우 작은 뉴런으로 구성된 작은 에트루리아 말괄량이 뇌에서 주어진 부피의 뉴런 밀도는 훨씬 더 큰 뉴런을 가진 토끼의 뇌보다 높습니다. 그러나 토끼 뉴런은 이온 채널 밀도가 더 높기 때문에 주어진 뇌 부피당 이온 채널 밀도는 두 종 모두 동일합니다. 이 뇌 구조는 XNUMX가지 다른 포유류 종에서 동일합니다. 인 것 같다 대뇌 피질 단위 부피당 동일한 수의 이온 채널을 유지하려고 합니다. 이것은 대뇌 피질의 단위 부피당 기능하는 이온 채널에 대한 에너지 비용이 모든 동물 종에서 동일하다는 것을 의미합니다. 여기는 예외다 인간의 뇌.

과학자들은 이온 채널의 밀도가 더 낮다고 생각합니다. 뇌 H. sapiens가 이온 전달을 위한 에너지 비용을 낮추어 뇌가 다음과 같은 다른 작업에 이 에너지를 사용할 수 있도록 합니다. B. 뉴런 사이에 더 복잡한 연결을 만들기 위해.