چه چیزی باعث مصرف بالای انرژی توسط مغز می شود؟

مغز انسان ده برابر بیشتر از بقیه بدن انرژی مصرف می کند و به طور متوسط ​​20 درصد از سوخت ما را در حالت استراحت مصرف می کند. حتی زمانی که فردی در کما یا مرگ مغزی است، مغز تنها دو تا سه برابر کمتر انرژی مصرف می کند. این یکی از اسرار بزرگ علوم اعصاب انسان است: چرا یک عضو عمدتاً غیرفعال هنوز به انرژی زیادی نیاز دارد؟ اکنون یک مطالعه جدید وجود جاذب های کوچک انرژی در نورون های مغز ما را گزارش می دهد.

هنگامی که یک سلول مغز سیگنالی را به نورون دیگری ارسال می کند، این کار را از طریق یک “سیناپس” یا یک شکاف کوچک بین آنها انجام می دهد.

ابتدا، نورون پیش سیناپسی، خوشه هایی از “وزیکول” را به انتهای دم خود، نزدیکترین به سیناپس، می فرستد. سپس این وزیکول‌ها انتقال‌دهنده‌های عصبی را از نورون‌ها بیرون می‌کشند و مانند پاکت‌هایی عمل می‌کنند که حاوی پیام‌هایی هستند که باید از طریق پست ارسال شوند.

سپس این بسته ها به لبه نورون منتقل می شوند، جایی که به غشاء متصل می شوند و انتقال دهنده های عصبی خود را به شکاف سیناپسی رها می کنند.

هنگامی که به این نقطه رسیدیم، این فرستنده‌ها به گیرنده‌های سلول «پس‌سیناپتیک» متصل می‌شوند، بنابراین به انتقال پیام ادامه می‌دهند.

ما قبلاً می دانیم که مراحل این فرآیند اساسی به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز دارد، به خصوص وقتی صحبت از ادغام وزیکول ها می شود. پایانه های نزدیک سیناپس نمی توانند مولکول های انرژی را ذخیره کنند. به عبارت دیگر، آنها باید آنها را برای انجام ارتباطات الکتریکی در مغز سنتز کنند.

بنابراین منطقی است که مغز فعال انرژی زیادی مصرف کند. اما در هنگام خواب چه اتفاقی برای سیستم می افتد؟

برای پاسخ به این سوال، دانشمندان چندین آزمایش انجام دادند. آنها دریافتند که وزیکول ها به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارند، حتی زمانی که پیام عصبی منتقل نمی شود. پمپی که وظیفه مکش فرستنده ها را بر عهده دارد هرگز متوقف نمی شود و نیاز به جریان دائمی انرژی دارد.

به دلیل تعداد زیاد سیناپس ها در مغز انسان و وجود صدها ترمینال که هر کدام نیاز دائمی به انرژی دارند، هزینه مصرف سوخت حتی در حالت خواب نیز افزایش می یابد.

دانشمندان بر این باورند که این ممکن است تنها یکی از راه هایی باشد که مغز از انرژی در خواب استفاده می کند. آنها همچنین علاقه مند به مطالعه انواع مختلف نورون ها هستند که مقادیر متفاوتی از انرژی را با روش های مختلف واکنش به فرآیند مصرف می کنند.