det er veletableret, at hjernen bruger mere energi end noget andet menneskeligt organ, der tegner sig for op til 20 procent af kroppens samlede træk. Indtil nu troede de fleste forskere, at det brugte størstedelen af denne energi til at brænde elektriske impulser, som neuroner bruger til at kommunikere med hinanden. Det viser sig dog, at det kun er en del af historien.,
En ny undersøgelse i Proceedings of the National Academy of Sciences USA viser, at to tredjedele af hjernens energi-budgettet bruges til at hjælpe neuroner eller nerveceller “brand” eller sende signaler. Den resterende tredjedel bruges imidlertid til, hvad studiemedforfatter coei Chen, en radiolog ved University of Minnesota Medical School, refererer til som “husholdning” eller vedligeholdelse af celle-sundhed.
forskere nåede deres konklusioner efter billeddannelse af hjernen med magnetisk resonansspektroskopi (MRS) for at måle dens energiproduktion under aktivitetsskift., Chen siger, at den teknologi, der har eksisteret i tre årtier, og bruges til at spore produkter af stofskiftet i forskellige væv, kunne vise sig at være medvirkende til en dag i detektering af hjernen fejl eller til at diagnosticere tumorer eller forløbere for neurodegenerative sygdomme (såsom Alzheimers og Parkinsons sygdom) tidligt.
Chen og hans kolleger brugte MRS specifikt til at spore hastigheden af adenosintrifosfat (ATP) produktion, den primære kilde til cellulær energi, i rottehjerner., MRS anvender en magnetisk resonansafbildningsmaskine (MRI), der er programmeret til at afhente bestemte elementer i kroppen—i dette tilfælde de tre fosforatomer i hvert ATP-molekyle. Deres mål: at bestemme, om ATP-produktion er knyttet til hjerneaktivitet ved at måle den energi, der bruges under forskellige bevidsthedsniveauer.
sikkert nok syntes ATP-niveauer at variere med hjerneaktivitet. Holdet bemærkede, at når laboratorieroterne blev slået ud, producerede de 50 procent færre ATP-molekyler end da de blev mildt bedøvet.,Den ATP, der produceres, når hjernen er inaktiv, siger Chen, ser ud til at gå mest mod cellevedligeholdelse, hvorimod den ekstra ATP, der findes i de mere opmærksomme dyr, brændte andre hjernefunktioner. Han spekulerer på, at kun en tredjedel af ATP produceret i fuldt vågne hjerner bruges til husholdningsfunktioner, hvilket efterlader resten til andre aktiviteter.
” Husholdningskraft er vigtig for at holde hjernevævet i live,” siger Chen, “og for de mange biologiske processer i hjernen,” ud over neuronale chats., Opladet natrium -, calcium-og kaliumatomer (eller ioner) føres kontinuerligt gennem cellernes membraner, så neuroner kan genoplades til ild. ATP leverer den energi, der kræves for disse ioner til at krydse cellemembraner. Chen siger, at der skal være nok energi til at opretholde en ordentlig ionbalance i og uden for celler; hvis for mange sidder fast inde, kan det forårsage hævelse, hvilket kan skade celler og føre til slagtilfælde og andre tilstande.
han siger, at holdet siden har brugt fru til at studere energikrav fra en kats hjerne, som de sagde også sprang, da kitty blev visuelt stimuleret., Næste op: mennesker, som Chen siger forskere håber at studere “meget snart.”