Человеческий мозг имеется обжорой, потребляя 20% энергии отечественного органа даже при том, что это образовывает только 2% отечественной массы. Новое изучение, но, предполагает, что мало той энергии идет для включения электрических сигналов мозга.
Фактически, эти импульсы путешествуют намного более действенно, чем ранее новая идея.В 1939 пара британских физиологов, Алана Ходгкина и Эндрю Хаксли, забрала первый удар при выяснении, как нейроны передают электрические сигналы, известные как потенциалы действия. По причине того, что большинство нейронов имеется небольшим – в людях, кубический миллиметр серого вещества может содержать 40 000 нейронов – дуэт, перевоплощённый к кальмару, которые содержат огромный аксон, продолжительную узкую часть нейрона, через что путешествуют потенциалы действия. Электрическая регистрация помогла Ходгкину и Хаксли развить модель того, как потенциалы действия перемещаются через нейроны, работу, по которой они победили Нобелевскую премию.
Согласно модели Ходгкин-Хаксли, энергия, требуемая передать потенциал действия в аксоне гиганта кальмара, многократно больше, чем, что было бы необходимо, если бы аксон был совсем действен. Это показывает, что аксон образовывает приблизительно 25% к действенным 30%, примерно то же как автомобильный двигатель. Это число было принято в течении многих лет, но оно никогда не имело много смысла Хенрику Аллу, нейробиологу в Макс. Планке Университете Мозгового Изучения во Франкфурте, Германия. «Вероятно было бы интуитивно думать, что природа попытается оптимизировать такой в самом деле важный сигнал», говорит он, для его максимально энергосберегающим.
Alle и его сотрудники решили опять изучить вопрос об эффективности при помощи нейронов млекопитающих. Исследователи делали запись потоков, пробегающих нейроны в памяти мозгов и учебных центрах крысы, при помощи метода, недоступного для Ходгкина, и Хаксли назвал метод фиксации потенциала.
После хруста данных исследователи нашли, что эти потенциалы действия путешествуют через нейроны крысы многократно более действенно, чем модель Ходгкин-Хаксли предсказывает. Вместо того, чтобы быть на 30% действенным, процесс образовывает примерно 70% к действенным 80%, отчеты бригады на следующий день в Науке.По какой причине громадные различия?
В модели Ходгкин-Хаксли добрые и отрицательные ионы, генерирующие потенциалы действия, думается, борются с друг втором. Положительные ионы натрияторопятся в клетку, как раз тогда как положительные ионы калиявыбегают. Это – как как будто бы бы «Вы неотложны на газе и бить по тормозам в один момент», говорит Майкл Хоссер, нейробиолог в Университетском колледже Лондона в Соединенном Королевстве, не вовлеченный в изучение.
Но Alle и его коллеги нашли, что в нейронах крысы открытие одного ионного канала следует за вторым. Калий не начинает выходить, пока натрий фактически не закончил входить.
Вначале прибывает газ, и позже тормоз – намного более действенный процесс.Достаточно того, как мозговая вторая часть применения его энергии, Алл говорит, приблизительно половина из нее переходит к несложному поддержанию нейронов.
Второе употребляется для вычислений. Результаты исследователей предполагают, что больше энергии расходуется для переправления сигналов от одного нейрона до следующего, чем переместить электрические сигналы в течении аксона.
«Эта бумага придает вес идее, что природа очень упорно трудилась для [сигнализации потенциала действия] фактически столь же действенной как теоретический предел», говорит Хоссер. Знание, из энергии мозга потраченное на различные действия, может также оказать помощь ученым лучше понять, как мозг хранит эти, говорит он.