人間の脳の珍しい特徴。 イオンチャネルの密度が驚くほど低い
MITの科学者たちは、他の哺乳類と比較して、人間のニューロンのイオンチャネル密度が予想よりも低いことに驚いていました。 イオンチャネルは、それを介して電気インパルスを生成します ニューロン 伝える。 これは、の構造についてのもうXNUMXつの驚くべき観察です。 脳.
科学者たちは、イオンチャネルの密度が低いため、人間の脳はより効率的に機能し、複雑な認知タスクを実行するために必要な他のプロセスのエネルギーを節約するように進化したと仮定しています。 脳がイオンチャネルの密度を下げることによってエネルギーを節約できれば、節約したエネルギーを他のプロセスに使用できると、マクガヴァン脳研究所のマーク・ハーネット教授は述べています。 マサチューセッツ工科大学（MIT）.
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彼と博士。 Lou Beaulieu-Larocheは、さまざまな哺乳類種のニューロンを比較し、イオンチャネルの発現の根底にあるパターンを探しました。 彼らは、大脳皮質のV層にある10種類の電位依存性カリウムチャネルと錐体ニューロンのHCNチャネルを調べました。 科学者たちは、コビトジャコウ、モンゴルスライダー、マウス、ラット、ウサギ、マーモセット、マカク、モルモット、フェレット、てんかん患者から採取したヒト組織のXNUMX種類の哺乳類を調べました。 彼らは最も広範なパフォーマンスを行いました 電気生理学的 Studie この種のスルー。
科学者たちは、ニューロンのサイズが大きくなるにつれて、ニューロンの密度も大きくなることを発見しました イオンチャネル 増加します。 このような関係は、調査した9種のうち10種に存在します。 ニューロンが大きく、したがって表面積対体積比が低い種は、ニューロンが高くなります。 イオン伝導度 細胞膜の。 人間はこの規則の例外です。
以前の比較研究では、人間の脳は他の哺乳類の脳と同じように構築されていることが示されていたため、これは驚くべき発見でした。 したがって、人間のニューロンが異なることに驚きました」とBeaulieu-Larocheは言います。
科学者たちは、イオンチャネルの密度の増加は彼らにとって非常に驚きだったことを認めていますが、彼らがそれについて考え始めたとき、それは論理的であることがわかりました。 非常に小さなニューロンで構成されている小さなコビトジャコウの脳では、特定のボリューム内のニューロンの密度は、はるかに大きなニューロンを持つウサギの脳よりも高くなっています。 ただし、ウサギのニューロンはイオンチャネルの密度が高いため、特定の脳の体積あたりのイオンチャネルの密度は両方の種で同じです。 この脳の構造は、XNUMXつの異なる哺乳類種で同じです。 どうやら 大脳皮質 単位体積あたり同じ数のイオンチャネルを維持しようとします。 これは、大脳皮質の単位体積あたりの機能するイオンチャネルのエネルギーコストがすべての動物種で同じであることを意味します。 これはここでの例外です 人間の脳.
科学者は、イオンチャネルの密度が低いと信じています 脳 脳がこのエネルギーを次のような他のタスクに使用できるように、イオン移動のエネルギーコストを下げるためのH.sapiensによる。 B.ニューロン間のより複雑な接続を行うため。