Енергийната загадка на мозъка
Ето нещо, което ме поразява всеки път, когато се замисля за него: вашият мозък, тежащ едва около 1,36 кг (3 паунда), изразходва приблизително 20% от общата енергия на тялото ви. Това е огромно количество гориво за орган, който съставлява само 2% от теглото на тялото ви. Сяка мозъкът ви бяга маратон, докато останалата част от вас просто... седи на място.
Учените от дълго време са заинтриговани от това как тази гладна малка вселена управлява своя енергиен бюджет, особено по време на различни състояния като сън и бодърствуване. И честно казано? Все още откриваме много от детайлите.
Това е точно това, което прави ново изследване на учени от Университета Тохоку толкова интригуващо. Те разкриха това, което наричат още един „парадокс на REM-съня“ — и той е доста противоречив на интуитивното усещане.
Какво е всъщност REM-сънят?
Преди да навлезем в парадокса, нека бързо обхванем основите. REM означава „бързо движение на очите“ и е стадият на съня, през който се случва по-голямата част от ярките ви сънища. Той е известен и като „парадоксален сън“, защото тук имаме тази странна ситуация: тялото ви е по същество парализирано (затова не можете физически да изживеете сънищата си), но мозъкът ви работи на пълни обороти, сякаш сте напълно буден.
По време на REM-съня мозъчните вълни всъщност изглеждат поразително подобни на тези, когато сте бодри и съзнателни. Така че това е странно междинно състояние, в което сте дълбоко заспал, но мисловно сте доста активен.
Новият парадокс, който откриха
Ето къде става наистина интересно. Изследователите установиха, че по време на REM-съня привидната доставка на енергия към мозъка всъщност се увеличава. По-голям приток на кръв, по-голямо количество гориво, доставяно на тези гладни неврони. Бихте помислили, че това означава повече енергия, налична за използване от мозъка, нали?
Но ето и неочакваното: в същото време реалните енергийни молекули (наричани АТФ), които невроните използват директно, всъщност намаляват. Мозъкът получава повече гориво, но самите неврони изглежда, че разполагат с по-малко налична енергия.
Водещият изследовател Юсуке Такахаси го формулира така: „Разбирането как мозъкът балансира доставката и консумацията на енергия може да помогне да се обясни защо биологичният интелект е толкова ефективен.“
Поглед към спящия мозък
Как изобщо да изучаваш какво се случва в мозъка, докато той спи? Тези изследователи проявиха креативност. Те разработиха техника, използваща UV-отвърждаваща се смола, за да направят черепите на мишките прозрачни — по същество създавайки прозорец към мозъка. Това им позволи да наблюдават невронната активност в реално време по време на естествен сън, без да безпокоят мишките.
Те проследиха две основни неща: обема на кръвта в мозъка (като показател за входяща доставка на гориво) и нивата на невронния АТФ (реалната енергийна валута, която невроните използват). Те измериха и астрцитния пируват, който по същество е посредникът, помагащ за превръщането на кръвната глюкоза в енергия, пригодна