Wie oft gesagt wird, ist der Mensch die Krone der Schöpfung. Und wir wurden nur deshalb zur „Krone“, weil wir ein perfekteres Gehirn haben als unsere kleineren Brüder. Aber was sind die Unterschiede? Ich muss gleich sagen, dass das Volumen der grauen Substanz keine Rolle spielt. Das menschliche Gehirn wiegt nur 1-2 kg. Zum Beispiel wiegt ein Pottwal 9 kg, das Gehirn eines Elefanten wiegt 5 kg. Ihre kognitiven Fähigkeiten sind jedoch weit von denen des Menschen entfernt. Glaubst du, es geht nur um die Anzahl der Neuronen? Das stimmt auch nicht, denn der Schwarze Delfin hat mehr Neuronen im Gehirn als der Mensch. Es gibt jedoch immer noch einen Unterschied. Wie Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology vermuten, liegen sie in den strukturellen Merkmalen der Neuronen im Gehirn. Dank dessen ist das menschliche Gehirn laut Wissenschaftlern energieeffizienter.
Wissenschaftler haben einen wichtigen Unterschied im menschlichen Gehirn gefunden
Wie sich Neuronen im menschlichen Gehirn unterscheiden
Neuronen sind spezielle Zellen, die durch elektrische Impulse, die von Ionenkanälen erzeugt werden, miteinander kommunizieren. Letztere sind spezielle Proteine, die die Zellmembran enthält. Neuronen sind für eine Vielzahl von Gehirnfunktionen verantwortlich. Es gibt sogar diejenigen, die für das Bewusstsein verantwortlich sind. Wie sich herausstellte, enthalten Neuronen im menschlichen Gehirn wider Erwarten weniger Kanäle als in Tieren.
Bisher war bekannt, dass Neuronen unterschiedlich groß sein können und sich auch in Prozessen unterscheiden, die für das Senden und Empfangen von Impulsen verantwortlich sind. Wie Sie sich vorstellen können, hat ein großes Neuron mehr Kanäle als ein kleines. Wenn Sie jedoch ein großes Neuron, zum Beispiel einen Pottwal, und eine Maus vergleichen, dann funktionieren sie, wie zuvor angenommen, auf die gleiche Weise.
Neuronen im menschlichen Gehirn enthalten weniger Ionenkanäle
Einerseits ist es das, aber nur, wenn der Vergleich zwischen den Neuronen der meisten Tierarten erfolgt. Was menschliche Neuronen betrifft, zeigte die in Nature veröffentlichte Studie, dass sie sich in ihren elektrophysiologischen Parametern unterscheiden.
Wie die Autoren der Arbeit vermuten, könnte eine Verringerung der Anzahl der Kanäle dem menschlichen Gehirn bei der Entwicklung helfen und effizienter arbeiten. Das Einsparen von Ressourcen ermöglicht es dem Gehirn, sie auf andere energieintensive Prozesse zu lenken, die bei der Ausführung komplexer kognitiver Aufgaben auftreten.
„Wenn das Gehirn Energie sparen kann, indem es die Dichte von Ionenkanälen verringert, kann es diese Energie für andere neuronale oder Kettenprozesse aufwenden.“ sagt Mark Harnett, Assistenzprofessor für Gehirn- und Kognitionswissenschaften, Mitglied des McGovern Institute for Brain Research am MIT und leitender Autor der Studie.
Das menschliche Gehirn ist energieeffizienter
Die menschliche Evolution hat die Gehirn energieeffizienter
< p>Die Forscher analysierten die Neuronen von 10 verschiedenen Säugetieren, darunter Ratten, Meerschweinchen, Kaninchen, Weißbüschelaffen, Makaken usw. Die Autoren der Arbeit untersuchten die Dichte von Ionenkanälen, die sich in den Membranen von Neuronen in einer bestimmten Schicht des Kortex befinden.
Wie sich herausstellte, nimmt mit dem Wachstum von Neuronen in verschiedenen Tieren auch die Dichte der Kanäle zu. Primaten haben beispielsweise mehr Neuronen als Spitzmäuse, daher ist auch die Dichte der Ionenkanäle höher. Aber ein solcher Unterschied kann beim Vergleich einzelner Neuronen gesehen werden. Aber wenn wir ein bestimmtes identisches Volumen des Gehirns vergleichen, dann ist die Anzahl der Ionenkanäle bei diesen Tieren gleich.
Ionische Kanäle benötigen viel Energie
Dies liegt daran, dass ein kleines Tier wie eine Maus weniger Neuronen hat als ein Makak. Wenn Sie grob gesagt zwei kleine Proben des Gehirns von zwei Tieren nehmen, hat die Maus in der Probe mehr Neuronen als der Makaken. Da die Dichte der Ionenkanäle bei Makaken jedoch höher ist, ist ihre Anzahl bei Tieren gleich. Dadurch sind auch die elektrischen Eigenschaften verschiedener Tiere gleich, sei es eine Maus, ein Kaninchen, eine Spitzmaus oder ein Affe. Diese Regel gilt jedoch nicht für Menschen.
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Trotz der Größe der Neuronen gab es in der menschlichen Gehirnprobe weniger Kanäle. Die Autoren der Arbeit erklären, dass Ionenkanäle viel Energie verbrauchen. Je mehr Kanäle, desto mehr Energie benötigt das Gehirn, um Impulse zu synthetisieren.
„Wir glauben, dass sich die Menschen weiterentwickelt haben, das heißt, sie haben einen Weg gefunden, um energieeffizienter werden, um im Vergleich zu anderen Tieren weniger Energie zu verbrauchen“, sagt Harnett.
So konnte festgestellt werden, dass sich das menschliche Gehirn von dem der Tiere unterscheidet die zelluläre Ebene. Dieser Unterschied beeinflusst wahrscheinlich die Funktionsweise des Gehirns. In naher Zukunft wollen Forscher das Gehirn von Menschenaffen untersuchen. Auf der evolutionären Leiter sind sie unsere nächsten Nachbarn. Vielleicht können wir so verstehen, wann solche Veränderungen im menschlichen Gehirn aufgetreten sind und welche genetischen Prozesse dazu geführt haben. Schließlich stelle ich fest, dass das Gehirn des modernen Menschen nicht nur energieeffizienter geworden ist, sondern auch kleiner geworden ist, wie wir vorhin besprochen haben.