Santrauka: Neuronai paukščių smegenyse yra efektyvesni nei žinduolių smegenys.

šaltinis: paspauskite langelį

Paukščiai turi puikių pažintinių gebėjimų ir pasižymi aukštu intelekto lygiu. Palyginti su maždaug tokio paties dydžio žinduoliais, paukščių smegenyse taip pat yra daug neuronų.

Dabar paskelbtas naujas tyrimas dabartinė biologija Rugsėjo 8 d. paaiškinama, kaip paukščiai gali išsaugoti daugiau smegenų ląstelių: jų neuronai gauna mažiau degalų gliukozės pavidalu.

„Labiausiai mus nustebino ne tai, kad neuronai suvartoja mažiau gliukozės – tai galėjo būti nuspėjama pagal jų neuronų dydžio skirtumus“, – sako Kaya von Eugen iš Ruhr universiteto Bochume, Vokietijoje.

Tačiau skirtumas yra toks didelis, kad dydžio skirtumas negali būti vienintelis veiksnys. Tai reiškia, kad paukščių smegenyse turi būti kažkas papildomo, kas leistų jiems išlaikyti labai mažas išlaidas.

Mokslininkai paaiškino, kad 2016 m. atliktas reikšmingas tyrimas parodė, kad paukščio smegenyse yra daugiau neuronų nei panašaus dydžio žinduolių smegenyse. Kadangi smegenys paprastai susideda iš labai brangių audinių, kyla svarbus klausimas: kaip paukščiai gali palaikyti tiek daug neuronų?

Norėdami atsakyti į šį klausimą, von Eugenas ir kolegos nusprendė nustatyti paukščių nervinės energijos biudžetą, remdamiesi balandžių tyrimais. Jie naudojo vaizdo gavimo metodus, kurie leido jiems įvertinti gliukozės metabolizmą paukščiuose. Jie taip pat naudojo modeliavimo metodus smegenų medžiagų apykaitos greičiui ir gliukozės suvartojimui apskaičiuoti.

Jų tyrimais nustatyta, kad balandžių smegenys sunaudoja stebėtinai mažai gliukozės (27,29 ± 1,57 μl gliukozės 100 g per minutę), kai gyvūnas yra pabudęs. Tai reiškia stebėtinai mažą smegenų energijos biudžetą, ypač palyginti su žinduoliais.

Tai reiškia, kad paukščių smegenų neuronai vidutiniškai suvartoja tris kartus mažiau gliukozės nei žinduolių smegenyse. Kitaip tariant, jų neuronai dėl dar neaiškių priežasčių yra pigesni.

Von Eugenas sako, kad skirtumai greičiausiai susiję su aukšta paukščių kūno temperatūra arba specifiniu jų smegenų išdėstymu. Paukščio smegenys taip pat yra vidutiniškai mažesnės nei žinduolių smegenys. Tačiau jų smegenys išlaiko nuostabius sugebėjimus, galbūt iš dalies dėl pigesnių, bet didesnio neuronų skaičiaus.

„Mūsų atradimas paaiškina, kaip paukščiai gali palaikyti tokį didelį neuronų skaičių nepakenkdami apdorojimo galiai“, – sako von Eugenas.

„Ilgoje lygiagrečioje paukščių ir žinduolių evoliucijoje paukščiai sukūrė mažesnes smegenis su daugybe neuronų, galinčių tobulinti pažinimo veiklą.

„Ir atrodo, kad bendras išskirtinių paukščių elementų – mažo neuronų dydžio, aukštesnės kūno temperatūros, ypatingo paukščių smegenų dizaino – poveikis galėjo sukurti potencialų pranašumą efektyvesniam nerviniam informacijos apdorojimui: nebrangiai. neuronai, turintys apdorojimo galią.”

Tyrėjai teigia, kad dabar nori daugiau suprasti, kaip paukščių neuronai suvartoja mažiau gliukozės. Nors jie turi idėjų apie tai, kaip tai veikia, reikia daugiau tyrimų ir bandymų, kad būtų atskleistas „tikslus mechaninis paaiškinimas, kaip paukščiai gauna tokį didelį nervų apdorojimo efektyvumą“.

Finansavimas: Šį darbą parėmė Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Apie šį tyrimą Neuroscience News

autorius: Kristoferis Pinkis
šaltinis: paspauskite langelį
Kontaktas: Christopher Pinky – ląstelių žurnalistika
paveikslėlis: Vaizdas yra viešajame domene

pradinė paieška: atvira prieiga.
“Paukščių neuronai suvartoja tris kartus mažiau gliukozės nei žinduolių neuronaiParašė Kaia von Eugen ir kt. dabartinė biologija

Santrauka

taip pat žr

Paukščių neuronai suvartoja tris kartus mažiau gliukozės nei žinduolių neuronai

Pabrėžia

• Pabudusio balandžio smegenų audinys sunaudoja 27,29 ± 1,57 μl gliukozės 100 g per minutę
• Tai lygu 1,86 x 10⁻⁹ ±0,2 x 10⁻⁹ μmol gliukozės vienam neuronui per minutę
• Taigi, balandžių nervų energijos biudžetas yra maždaug 3 kartus mažesnis nei žinduolių
• Tai gali reikšti efektyvesnį nervų apdorojimą paukščių klade

Santrauka

Smegenys yra vienas iš brangiausių žinduolių kūno audinių.

Tai dažniausiai sukelia brangūs neuronai, kuriems reikia didelio gliukozės kiekio.

Atrodo, kad žinduolių nervų energijos biudžetas yra pastovus, o tai gali sukelti evoliucinius suvaržymus smegenų vystymuisi.

Palyginti su panašaus dydžio žinduoliais, paukščiai turi didesnį neuronų skaičių, ir ši savybė, tikėtina, prisideda prie jų pažinimo gebėjimų.

Siekėme nustatyti paukščių nervinės energijos biudžetą, kad parodytume, kaip jie gali metaboliškai palaikyti tokį didelį neuronų skaičių. Gliukozės metabolizmą įvertinome naudodami pozitronų emisijos tomografiją (PET) ir 2-[¹⁸F]fluor-2-deoksigliukozė ([¹⁸F]FDG) kaip radioaktyvioji medžiaga budriame ir anestezuotame vonios kambaryje. Kartu su kinetiniu modeliavimu tai yra auksinis standartas nustatant smegenų gliukozės suvartojimo metabolinį greitį (CMR)._GLC).

Mes nustatėme, kad pabudimo būsenoje balandžių nervinis audinys suvartojo 27,29 ± 1,57 μM gliukozės 100 g per minutę, o tai reiškia stebėtinai mažą nervų energijos biudžetą – 1,86 × 10.⁻⁹ ±0,2 x 10⁻⁹ μmol gliukozės vienam neuronui per minutę. Tai yra beveik 3 kartus mažiau nei žinduolių neuronų vidurkis.

Žymiai mažesnis nervinės energijos biudžetas paaiškina, kaip balandžiai ir galbūt kitos paukščių rūšys gali palaikyti tokį didelį neuronų skaičių be susijusių medžiagų apykaitos išlaidų arba nepažeidžiant nervinių signalų. Veiksmingesnio neuroninio informacijos apdorojimo pranašumas galėjo atsirasti aiškiai vystantis paukščių smegenims.