چرا مغز در زمان استراحت خود انرژی زیادی مصرف می‌کند؟

به گزارش «science alert»، دانشمندان سر انجام کشف کردند چرا مغز انسان انرژی زیادی را حتی در زمان استراحت خود مصرف می‌کند. مغز انسان تا ده برابر بیشتر از بقیه اعضای بدن انرژی مصرف می‌کند؛ تا جایی که به طور متوسط ۲۰ درصد از سوخت مصرفی بدن ما را در زمان استراحت نیز مصرف می‌کند. حتی در بیمارانی نیز که در حالت اغما به سر می‌برند، مغز فقط دو تا سه برابر انرژی کمتر مصرف می‌کند.

این مسئله یکی از بزرگترین راز‌های علوم اعصاب است که چرا یک اندام غیر فعال، این مقدار به انرژی نیاز دارد؟ هنگامی که یک سلول مغزی سیگنالی را به سلول دیگری ارسال می‌کند، این کار را از طریق یک سیناپس یا یک شکاف کوچک بین آن‌ها انجام می‌دهد. ابتدا، نورون پیش سیناپسی دسته‌ای از وزیکول‌ها را به انتهای دُم خود، یعنی نزدیک‌ترین مکان به سیناپس می‌فرستد.

سپس این وزیکول‌ها انتقال دهنده‌های عصبی را از درون نورون می‌مکند و به نوعی مانند پاکت‌هایی عمل می‌کنند که پیام‌هایی را که نیاز به ارسال پستی دارند، نگه می‌دارند. این پاکت‌های پر شده سپس به لبه نورون منتقل می‌شوند؛ جایی که آن‌ها به غشاء متصل شده و انتقال دهنده‌های عصبی خود را در شکاف سیناپسی آزاد می‌کنند.

پس از رسیدن به اینجا، این فرستنده‌ها به گیرنده‌های سلول «پس سیناپسی» متصل می‌شوند و بدین ترتیب پیام را ادامه می‌دهند. ما پیشتر می‌دانستیم که مراحل این فرآیند اساسی به مقدار قابل توجهی از انرژی مغز نیاز دارد و بنابر این منطقی است که یک مغز فعال، انرژی زیادی را مصرف کند؛ اما در خصوص زمانی که مغز چنین فعال نیست، مسئله چطور می‌شود؟

محققان آزمایش‌های متعددی را روی پایانه‌های عصبی طراحی کردند و در نهایت دریافتند پمپی که مسئول بیرون راندن پروتون‌ها از وزیکول و در نتیجه مکیدن انتقال دهنده‌های عصبی به داخل است، به نظر می‌رسد که هرگز استراحت نمی‌کند و برای کار کردن به یک جریان ثابت انرژی نیاز دارد. در واقع طبق کشف این دانشمندان، این پمپ «پنهان» مسئول نیمی از مصرف متابولیک سیناپس در حال استراحت در آزمایش‌ها بود.

گفتنی است نتایج این تحقیقات در مجله علمی «Science Advances» به چاپ رسیده است.