人類大腦的一個不尋常的特徵。 我們擁有極低密度的離子通道

麻省理工學院的科學家驚奇地發現，與其他哺乳動物相比，人類神經元的離子通道密度低於人們的預期。 離子通道產生電脈衝，通過它 神經元 交流。 這是另一個關於結構的驚人觀察 腦.

科學家們假設，由於離子通道密度較低，人腦已經進化為更有效地工作，並為執行複雜認知任務所需的其他過程節省能量。 麥戈文腦研究所的馬克·哈內特教授說，如果大腦可以通過降低離子通道的密度來節省能量，它就可以將節省的能量用於其他過程。 麻省理工學院.

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他和博士。 Lou Beaulieu-Laroche 比較了來自不同哺乳動物物種的神經元，並在其中尋找離子通道表達背後的模式。 他們檢查了兩種類型的電壓門控鉀通道和大腦皮層 V 層錐體神經元的 HCN 通道。 科學家們檢查了 10 種哺乳動物：伊特魯里亞鼩鼱、蒙古滑塊、小鼠、大鼠、兔子、狨猴、獼猴、豚鼠、雪貂和從癲癇患者身上收集的人體組織。 他們進行了最廣泛的 電生理 的效果， 這種通過。

科學家們發現，隨著神經元大小的增加，神經元的密度也隨之增加。 離子通道 增加。 這種關係存在於所研究的 9 個物種中的 10 個中。 具有較大神經元並因此具有較低表面積與體積比的物種具有較高的神經元 離子電導率 的細胞膜。 人類是這條規則的例外。

這是一個驚人的發現，因為之前的比較研究表明，人類大腦的構造與其他哺乳動物的大腦一樣。 因此，我們對人類神經元的不同感到驚訝，“Beaulieu-Laroche 說。

科學家們承認，離子通道密度的增加對他們來說是一個驚喜，但當他們開始思考時，結果證明這是合乎邏輯的。 在由非常小的神經元組成的小型伊特魯里亞鼩的大腦中，給定體積內的神經元密度高於具有更大神經元的兔子大腦。 然而，由於兔神經元具有更高密度的離子通道，因此兩個物種的每個給定腦容量的離子通道密度相同。 這種大腦結構對於九種不同的哺乳動物是相同的。 看來， 大腦皮層 試圖保持每單位體積相同數量的離子通道。 這意味著每單位體積大腦皮層功能離子通道的能量成本對於所有動物物種都是相同的。 這是這裡的例外 人腦.

科學家認為，離子通道密度較低 腦 由 H. sapiens 降低離子傳輸的能量成本，以便大腦可以將這種能量用於其他任務，例如： B. 用於在神經元之間建立更複雜的連接。