При выполнении известного действия, нейроны мозга энергоэффективны

При выполнении известного действия, нейроны мозга энергоэффективны

Недавно проведенное исследование на обезьянах, поставило под сомнение фундаментальное предположение, что нейроны мозга в состоянии активности испытывают недостаток энергии.  О таком предположении может свидетельствовать обследование МРТ.

Ученые сравнили уровни активности нейронов и количество глюкозы в коре мозга обезьян в то время, когда подопытные животные выполняли любые незнакомые и знакомые последовательности действий или работ. Было обнаружено, что  уровни активности нейронов, при выполнении знакомой задачи, по сравнению с незнакомой, сопровождаются более низкими уровнями глюкозы в крови, питающей клетки головного мозга. Ученные считают, что эти результаты предоставляют прямые свидетельства широко распространенного отношения между метаболической активностью и активностью нейронов мозга, связанной с определенной последовательностью движений.
89156808_ya0224

Об этих исследованиях опубликовано в статье последнего номера журнала Nature Neurosciece. По результатам экспериментов было выявлено, что нейронная и метаболическая активность в мозге связаны. Кора мозга генерирует команды для тех нейронов, которые управляют моторной деятельностью, такой как мышечная активность. Эти нейроны постоянно требуют энергии для поддержания своей активности и активности мышц. Об этом говорит Натали Пикар, являющаяся ведущим автором эксперимента и ассистент- профессором в отделе нейробиологии в Университете Питтсбурга.

Открытие может иметь значение для таких медицинских исследований как магнито-резонансная томография или МРТ, которая опирается на изменение кровотока в мозге человека и таким образом измеряет меру активности нейронов головного мозга.

Как сообщает Натали Пикар, в таких исследованиях мозга человека как МРТ заложено предположение, что если область мозга активна с точки зрения кровообращения и питания клеток, то это позволяет сделать вывод, что нейроны тоже активны. Однако нейроны мозга могут быть активными, но область может и не быть метаболически активной.

Как предполагают ученые, такие сведения могут быть особенно важными в долгосрочной перспективе в таких видах деятельности как спорт и медицина. Но на сегодняшний день нет возможности утверждать, когда подобные изменения происходят и сколько на практике нужно времени чтобы такая ситуация свершилась.

Исследователи предположили, что в процессе обучения на решении разных задач, нейроны могут стать более эффективными в течение времени и некоторого количества повторений подобных действий, что приводит к тому, что они будут требовать меньше энергии для поддержания ранее определенного и необходимого уровня активности.

Светящийся нейрон головного мозга

Возможно, для этого необходимы такие механизмы как длительное количество передач сигналов между нейронами или образование особых синаптических структур для передачи сигналов другим нейронам.

Исследование также предоставляет дополнительные свидетельства того, что первичная кора не только принимает участие в формировании команды на двигательную активность, но и в обучении. Как сообщает Натали Пикар, не все люди понимают, что кора головного мозга играет важную роль в консолидации и хранении моторных навыков. При этом допускается, что и другие области мозга участвуют в процессе обучения.

Автор

Запись опубликована 5 Август 2013 в разделе Здоровье