Es ist gut bekannt, dass das Gehirn mehr Energie verbraucht als jedes andere menschliche Organ, was bis zu 20 Prozent der Gesamtstrecke des Körpers ausmacht. Bis jetzt glaubten die meisten Wissenschaftler, dass es den Großteil dieser Energie verwendete, um elektrische Impulse zu befeuern, die Neuronen verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Es stellt sich jedoch heraus, dass das nur ein Teil der Geschichte ist.,
Eine neue Studie in Proceedings der National Academy of Sciences USA zeigt, dass zwei Drittel des Energiebudgets des Gehirns verwendet wird, um Neuronen oder Nervenzellen zu“ feuern “ oder Signale zu senden. Das verbleibende Drittel wird jedoch für das verwendet, was Studien-Co-Autor Wei Chen, Radiologe an der University of Minnesota Medical School, als „Housekeeping“ oder Zellgesundheitserhaltung bezeichnet.
Forscher kamen zu ihren Schlussfolgerungen nach der Abbildung des Gehirns mit Magnetresonanzspektroskopie (MRS), um seine Energieproduktion während Aktivitätsverschiebungen zu messen., Chen sagt, die Technologie, die es seit drei Jahrzehnten gibt und zur Verfolgung der Stoffwechselprodukte in verschiedenen Geweben verwendet wird, könnte sich eines Tages als instrumentell erweisen, um Hirndefekte zu erkennen oder Tumore oder Vorläufer neurodegenerativer Erkrankungen (wie Alzheimer und Parkinson) frühzeitig zu diagnostizieren.
Chen und seine Kollegen verwendeten MRS speziell, um die Rate der Adenosintriphosphatproduktion (ATP), der primären Quelle zellulärer Energie, im Gehirn von Ratten zu verfolgen., MRS verwendet eine Magnetresonanztomographie (MRT)—Maschine, die programmiert ist, um bestimmte Elemente im Körper aufzunehmen-in diesem Fall die drei Phosphoratome in jedem ATP-Molekül. Ihr Ziel: Festzustellen, ob die ATP-Produktion mit der Gehirnaktivität zusammenhängt, indem die Energie gemessen wird, die auf verschiedenen Bewusstseinsebenen verbraucht wird.
Sicher genug, ATP-Spiegel schien mit der Gehirnaktivität variieren. Das Team stellte fest, dass die Laborratten 50 Prozent weniger ATP-Moleküle produzierten, als sie leicht betäubt wurden.,Das ATP, das produziert wird, wenn das Gehirn inaktiv ist, sagt Chen, scheint hauptsächlich in Richtung Zellerhaltung zu gehen, während das zusätzliche ATP, das in den wachsameren Tieren gefunden wurde, andere Gehirnfunktionen befeuerte. Er spekuliert, dass nur ein Drittel der ATP, die in vollständig wachen Gehirnen produziert wird, für Haushaltsfunktionen verwendet wird, der Rest für andere Aktivitäten.
„Housekeeping Power ist wichtig, um das Hirngewebe am Leben zu halten“, sagt Chen,“ und für die vielen biologischen Prozesse im Gehirn“, zusätzlich zu neuronalen Chats., Geladene Natrium -, Calcium-und Kaliumatome (oder Ionen) werden kontinuierlich durch die Zellmembranen geleitet, so dass sich Neuronen aufladen können, um zu feuern. ATP liefert die Energie, die diese Ionen benötigen, um Zellmembranen zu durchqueren. Chen sagt, es muss genug Energie vorhanden sein, um ein ordnungsgemäßes Ionengleichgewicht innerhalb und außerhalb der Zellen aufrechtzuerhalten.Wenn zu viele im Inneren stecken bleiben, kann dies zu Schwellungen führen, die die Zellen schädigen und zu Schlaganfällen und anderen Zuständen führen können.
Er sagt, dass das Team seitdem MRS verwendet hat, um den Energiebedarf des Gehirns einer Katze zu untersuchen, von dem sie sagten, dass es auch gesprungen ist, als das Kätzchen visuell stimuliert wurde., Weiter oben: Menschen, von denen Chen sagt, dass Forscher hoffen, „sehr bald zu studieren.“