Чтобы преобразовывать поступающие сигналы в электрические импульсы, нервным клеткам необходимы ионные каналы. Поры в мембране пропускают и контролируют, как заряженные частицы, например ионы натрия или калия, входят в клетку или выходят из нее.
Возглавляемая Марком Харнеттом команда Массачусетского технологического института обнаружила удивительную особенность человеческого мозга: у нас в нейронах значительно меньше крошечных ионопроницаемых каналов, чем у других млекопитающих. Исследовательская группа считает, что именно это увеличило вычислительную мощность нашего мыслительного органа.
Нейробиологи изучили нервные клетки в срезах мозга десяти различных млекопитающих - начиная с этрусской землеройки, самого крошечного млекопитающего в мире, крыс, кроликов и макак, до человека. Чтобы измерить в головном мозге электрические свойства пирамидальных клеток коры, ученые использовали ультратонкие пипетки. Это позволило им сделать вывод о количестве ионных каналов.
У всех изученных видов животных с ростом размера нервной клетки последовательно увеличивалась и плотность ионных каналов. Так, в крохотном мозге этрусской землеройки было больше нейронов, чем у кролика, у которого сами нервные клетки были гораздо крупнее. И хотя последние имеют больше ионных каналов, у обоих видов плотность каналов на объем ткани одинакова.
"Создается впечатление, что кора головного мозга стремится сохранить у всех видов постоянное количество ионных каналов на объем мозга, а значит, и энергетические затраты", - говорит Харнетт. Только люди выпадают из общего ряда, так как у нас значительно меньше ионных каналов, чем можно было бы ожидать, исходя из принципа последовательности.
Исследователи предполагают, что это позволяет человеческому мозгу повышать энергетические затраты на более сложные связи или увеличение скорости операций. "Если мозг экономит энергию, снижая плотность ионных каналов, он может направить больше энергии на другие процессы в нейронах", - говорит нейробиолог. Возможно, это позволило нашему мозгу вкладывать ее излишки в познание.
