Кампактны і эфектыўны: сакрэт птушынага мозга

Апошнія навіны,Сусветная навіна ад 10 кастрычніка 2022 года

Добра вядома, што птушкі маюць выдатныя пазнавальныя здольнасці і дэманструюць высокі ўзровень разумовай дзейнасці. Калі параўнаць мозг птушак з мозгам звяроў такіх жа памераў, мозг птушак мае значна больш нейронаў.

Нядаўняе навуковае даследаванне дапамагло зразумець як гэта магчыма. Аказваецца, нейроны птушак расходуюць нашмат менш энергіі ў форме глюкозы для сваёй працы.  

Нас найбольш здзівіла не тое, што нейроны птушак расходуюць менш глюкозы – гэтага можна было чакаць праз розніцу ў іх памерах, – сказала Kaya von Eugen з Ruhr University (Bochum, Германія), адна з сааўтарак публікацыі па выніках даследавання. — Нас здзівіла, што адрозненне такое маштабнае, што не можа быць растлумачана толькі розніцай у памерах нейронаў птушак і звяроў. Мусіць існаваць яшчэ нешта ў мозгу птушак, што дазваляе нейронам працаваць настолькі эфектыўна.

Пераломнае даследаванне, вынікі якога былі апублікаваныя ў 2016 годзе, паказала, што мозг птушак параўнальных памераў мае нашмат больш нейронаў, чым мозг звяроў. Праз тое, што мозг утвараюць энергетычна каштоўныя нервовыя клеткі і тканка, узнікла пытанне: як птушкі могуць энергетычна падтрымліваць працу такой колькасці нейронаў?

Каб адказаць на яго, von Eugen з калегамі падчас вывучэння шызых галубоў вызначала бюджэт энергіі, які расходуецца на дзейнасць мозга ў якасці метабалізму глюкозы. Атрыманыя вынікі вельмі здзівілі даследчыкаў, таму што мозг галубоў, калі птушкі не спалі, траціў вельмі малую колькасць глюкозы (27.29 ± 1.57 μmol на 100 г мазгавой тканкі за хвіліну). Гэта вельмі эфектыўны энергетычны бюджэт у параўнанні з мозгам звяроў.

У сярэднім атрымалася, што розніца ў расходаванні глюкозы нейронамі мозга птушак і звяроў складае каля трох разоў! Іншымі словамі, нейроны птушак па яшчэ невядомых навукоўцам прычынах расходуюць у разы менш энергіі для сваёй працы.

Von Eugen сказала, што, магчыма, знойдзенае значнае адрозненне звязана з больш высокай тэмпературай цела птушак або спецыфічным размяшчэннем нейронаў у мозгу. Цікава, што ў відаў параўнальных памераў у птушак у сярэднім меншы мозг, чым у сысуноў.

Атрыманыя намі вынікі тлумачаць, як птушкі могуць падтрымліваць працу такой колькасці нейронаў без кампрамісу з іх ‘магутнасцю’. Падчас працяглай паралельнай эвалюцыі птушак і сысуноў, у птушак з’явіўся меншы памерам мозг з большай колькасцю больш энергетычна эфектыўных нейронаў, які забяспечвае ім неабходныя пазнавальныя здольнасці і вырашэнне іншых задач, – сказала von Eugen.

Падчас наступнага этапа даследаванняў навукоўцы плануюць зразумець, якія дакладна асаблівасці мозгу птушак дазваляюць яму быць настолькі кампактным і эфектыўным і ў расходаванні энергіі, і ў выніках дзейнасці.

Крыніца: Felix Ströckens et al, Avian neurons consume three times less glucose than mammalian neurons, Current Biology (2022). DOI: 10.1016/j.cub.2022.07.070. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(22)01219-2

Паводле www.phys.org для «Птушкі штодня« падрыхтаваў Дзьмітры Вінчэўскі (тэкст і фота)