"It is interesting"

Вчені виявили ключову відмінність мозку людини від мозку тварин

Як часто кажуть, людина – вінець творіння.А “вінцем” ми стали лише тому, що ми маємо більш досконалий мозок, ніж у братів наших менших. Але в чому полягає його відмінність? Відразу скажу, що обсяг сірої речовини не має значення. Мозок людини важить лише 1-2 кг. Наприклад, у кашалота його вага становить 9 кг, мозок слона важить 5 кг. Проте їх когнітивні здібності далекі від здібностей людини. Думаєте всю справу у кількості нейронів? Теж не вірно, тому що у чорного дельфіна більше нейронів у мозку, ніж у людини. Однак різниця все ж таки є. Як припускають вчені Массачусетського технологічного інституту, вони полягають в особливостях будови нейронів головного мозку. Завдяки цьому, на думку вчених, мозок людини є більш енергоефективним.

Вчені виявили важливу відмінність мозку людини

Чим відрізняються нейрони в мозку людини

Нейрони є особливими клітинами, якіспілкуються між собою за допомогою електричних імпульсів, що генеруються іонними каналами. Останні є спеціальні білки, які містить клітинна мембрана. Нейрони відповідають за різні функції мозку. Є навіть ті, що відповідають за свідомість. Як з'ясувалося, всупереч очікуванням у нейронах мозку людини міститься менше каналів, ніж у тварин.

Раніше було відомо, що нейрони можуть матирізні розміри, і навіть різняться відростками, відповідальними за передачу і прийом імпульсів. Як не складно здогадатися, у великого нейрона каналів більше, ніж у маленького. Однак, якщо порівняти великий нейрон, наприклад, кашалота і миші, то, як раніше передбачалося, вони працюють однаково.

Нейрони мозку людини містять менше іонних каналів

З одного боку, так і є, але тільки колипорівняння відбувається між нейронами більшості видів тварин. Що стосується нейронів людини, то, як показало дослідження, яке було опубліковано у виданні Nature, вони відрізняються своїми електрофізіологічними показниками.

Як припускають автори роботи, скороченнякількості каналів могло допомогти людському мозку розвинутися та працювати більш ефективно. Економія ресурсів дозволяє мозку спрямовувати їх на інші енергоємні процеси, що відбуваються під час виконання складних когнітивних завдань.

«Якщо мозок може заощаджувати енергію за рахунокзменшення щільності іонних каналів, він може витрачати цю енергію на інші нейронні чи ланцюгові процеси», — каже Марк Харнетт, доцент кафедри мозку та когнітивних наук, член Інституту досліджень мозку Макговерна Массачусетського технологічного інституту, старший автор дослідження.

Мозок людини відрізняється вищою енергоефективністю

Еволюція людини зробила мозок більш енергоефективним

Дослідники проаналізували нейрони 10різних ссавців, серед яких щури, морські свинки, кролик, ігрункова мавпа, макаки та ін. Автори роботи вивчили густину іонних каналів, розташованих у мембранах нейронів певного шару кори.

У міру збільшення нейронів у різних тварин,як з'ясувалося, зростає і щільність каналів. Наприклад, у приматів нейрони більше, ніж у багатозубки, відповідно, щільність іонних каналів також вища. Але таку відмінність можна помітити, якщо порівнювати окремі нейрони. Але якщо порівняти певний однаковий обсяг мозку, то кількість іонних каналів у цих тварин однакова.

Іонні канали вимагають великої кількості енергії

Пов'язано це з тим, що у маленької тварини,такого як миша, нейрони менше, ніж у макаки. Якщо, грубо кажучи, взяти два невеликі зразки мозку двох тварин, у миші у взятому зразку нейронів буде більше, ніж у макаки. Але так як щільність іонних каналів у макаки вище, їхня кількість у тварин однакова. В результаті електричні властивості у різних тварин теж однакові, чи то миша, кролик, багатозубка чи мавпа. Однак це правило не стосується людини.

Підписуйтесь на наш Яндекс.Дзен-канал, на якому ми підготували для вас ще більше цікавої інформації

У зразку мозку людини виявилося меншеканалів, незважаючи на великі розміри нейронів. Автори роботи пояснюють, що іонні канали витрачають багато енергії. Відповідно, чим більше каналів, тим більше мозку потрібно енергії, щоб синтезувати імпульси.

"Ми думаємо, що люди еволюціонували, тобто знайшли спосіб стати більш енергетично ефективними, щоб витрачати менше енергії порівняно з іншими тваринами", - говорить Харнетт.

Таким чином вдалося з'ясувати, що мозок людинивідрізняється від мозку тварин на клітинному рівні. Ця відмінність, напевно, впливає на роботу мозку. Найближчим часом дослідники планують досліджувати мозок людиноподібних мавп. На еволюційних сходах вони є найближчими сусідами. Можливо, це дозволить зрозуміти, коли в мозку людини відбулися такі зміни і які генетичні процеси до цього призвели. Насамкінець зазначу, що мозок сучасних людей став не лише енергоефективнішим, а й зменшився у розмірах, про що ми розповідали раніше.