پژوهشگران از تفاوت چشمگیر میان نورون‌های انسان و سایر پستانداران خبر می‌دهند

نورون‌ها از طریق تکانه‌های الکتریکی که توسط کانال‌های یونی تولید می‌شوند، با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و می‌توانند جریان یون‌هایی مانند پتاسیم و سدیم را کنترل کنند. در یک یافته جدید شگفت‌انگیز، دانشمندان علوم اعصاب دانشگاه «MIT» نشان داده‌اند که نورون‌های انسان تعداد بسیار کمتری از این کانال‌ها در مقایسه با نورون‌های سایر پستانداران دارند.

محققان فرض می‌کنند که این کاهش در تراکم نورون ممکن است به تکامل مغز انسان کمک کرده باشد. این کاهش به مغز کمک می‌کند تا کارآمدتر عمل کند و منابع را به سمت سایر فرآیندهای انرژی‌بر که برای انجام وظایف پیچیده شناختی موردنیاز هستند، هدایت کند.

«مارک هارنت»، دانشیار مغز و علوم شناختی و عضو موسسه تحقیقات مغز «مک گاورن MIT» می‌گوید: «اگر مغز بتواند با کاهش چگالی کانال‌های یونی در انرژی صرفه‌جویی کند، می‌تواند آن انرژی را صرف سایر فرآیندهای عصبی کند.»

هارنت و همکارانش نورون‌های 10 پستاندار مختلف را که گسترده‌ترین مطالعه الکتروفیزیولوژیکی در نوع خود بود، تجزیه و تحلیل کردند و یک طرح ساختمانی را شناسایی کردند که برای همه گونه‌ها به جز انسان، صادق است. آن‌ها دریافتند که با افزایش اندازه نورون‌ها، تراکم کانال‌های موجود در نورون‌ها افزایش می‌یابد. با این‌حال، نورون‌های انسان استثنایی در این ساختار هستند.

نورون‌های مغز پستانداران می‌توانند سیگنال‌های الکتریکی را از هزاران سلول دیگر دریافت کنند و این ورودی تعیین می‌کند که آیا آن‌ها یک تکانه الکتریکی به نام پتانسیل را تولید کنند و یا خیر. در سال 2018، هارنت و دانشجویان این گروه کشف کردند که نورون‌های انسان و موش در برخی ویژگی‌های الکتریکی – به خصوص در بخش‌هایی از نورون به نام «دندریت» که آنتن‌هایی شبیه به شاخه‌های درخت است و ورودی‌های سلول‌های دیگر را دریافت و پردازش می‌کند، با یکدیگر متفاوت هستند.

آن‌ها در این مطالعه جدید، موفق شدند تا نورون‌های چندین گونه مختلف از پستانداران را با یکدیگر مقایسه کنند و هدف آن‌ها یافتن الگویی برای کانال‌های یونی بود. آن‌ها دو نوع کانال پتاسیم و HCN – که هم پتاسیم و هم سدیم را هدایت می‌کند – مورد مطالعه قرار دادند.

محققان دریافتند که انسان تنها موجودی است که با افزایش اندازه نورون‌ها، چگالی کانال‌های یونی در مغزش افزایش نمی‌یابد. در انسان، چگالی کانال‌های یونی بسیار کمتر از آن چیزی بود که دانشمندان انتظار داشتند.