det är väl etablerat att hjärnan använder mer energi än något annat mänskligt organ, vilket står för upp till 20 procent av kroppens totala drag. Hittills trodde de flesta forskare att det använde huvuddelen av den energin för att bränna elektriska impulser som neuroner använder för att kommunicera med varandra. Men det är bara en del av historien.,
en ny studie i Proceedings of the National Academy of Sciences USA indikerar att två tredjedelar av hjärnans energibudget används för att hjälpa neuroner eller nervceller ”eld” eller skicka signaler. Den återstående tredjedelen används emellertid för vilken studie medförfattare Wei Chen, en radiolog vid University of Minnesota Medical School, hänvisar till som ”hushållning” eller cellhälsounderhåll.
forskare nådde sina slutsatser efter att ha avbildat hjärnan med magnetisk resonansspektroskopi (MRS)för att mäta sin energiproduktion under aktivitetsskift., Chen säger att tekniken, som har funnits i tre decennier och används för att spåra produkterna av metabolism i olika vävnader, kan visa sig vara avgörande en dag för att upptäcka hjärnfel eller för att diagnostisera tumörer eller prekursorer av neurodegenerativa sjukdomar (som Alzheimers och Parkinsons) tidigt.
Chen och hans kollegor använde MRS specifikt för att spåra graden av adenosintrifosfat (ATP) produktion, den primära källan till cellulär energi, i råtthjärna., MRS använder en magnetisk resonanstomografi (MR) maskin programmerad att plocka upp särskilda element i kroppen—i detta fall, de tre fosforatomer i varje ATP-molekyl. Deras mål: att avgöra om ATP-produktionen är kopplad till hjärnaktivitet genom att mäta den energi som förbrukas under olika medvetenhetsnivåer.
säkert nog tycktes ATP-nivåerna variera med hjärnaktivitet. Laget noterade att när labbråttorna slogs ut producerade de 50 procent färre ATP-molekyler än när de var mildt bedövade.,ATP som produceras när hjärnan är inaktiv, säger Chen, verkar gå mestadels mot cellunderhåll, medan den extra ATP som finns i de mer alert djuren drivs andra hjärnfunktioner. Han spekulerar om att endast en tredjedel av ATP som produceras i helt vakna hjärnor används för hushållsfunktioner och lämnar resten för andra aktiviteter.
”Hushållskraft är viktig för att hålla hjärnvävnaden levande”, säger Chen, ”och för de många biologiska processerna i hjärnan”, förutom neuronala chattar., Laddad natrium -, kalcium-och kaliumatomer (eller joner) passerar kontinuerligt genom cellernas membran, så att neuroner kan ladda till eld. ATP levererar den energi som krävs för att dessa joner ska passera cellmembran. Chen säger att det måste finnas tillräckligt med energi för att upprätthålla en riktig jonbalans inuti och utanför celler.om för många fastnar inuti kan det orsaka svullnad, vilket kan skada celler och leda till stroke och andra förhållanden.
han säger att laget sedan dess har använt MRS för att studera energibehov hos en katts hjärna, vilket de sa också hoppade när katten stimulerades visuellt., Nästa upp: människor, som Chen säger forskare hoppas att studera ” mycket snart.”