Тренираният мозък икономисва енергия

Когато мозъкът се сблъска със задача, която трябва да изпълнява неведнъж и не два пъти, в него протичат съответни изменения, които го настройват за тази работа.

Тези изменения може да са най-различни – от появата на нови синапси до увеличаване на броя неврони, отдадени на задачата. Най-известният пример от такъв род е увеличаването на мозъка при лондонските таксиджии в зоната, отговаряща за пространствената памет и пространствената ориентация.

Но при такива пренастройки мозъкът трябва да помни, че нараствайки невронната маса, той увеличава разходите за собственото си съдържание – новите клетки, новите невронни мрежи трябва да се хранят, поддържат и т.н.

За да изяснят как се справя мозъкът с изменящите се енергийни разходи, изследователи от Медицинската школа към Питсбъргския университет (САЩ) направили следния опит: те учили маймуни да изпълняват с ръце дадено действие, което трябвало да се повтори няколко пъти. Друга група животни също правела нещо с ръце, но в този случай манипулациите били разнообразни и променливи, за да може да се запомнят.

След тренировката на животните била дадена радиобелязана глюкоза – с нейна помощ може да се проследи каква област от мозъка се нуждае от допълнително гориво. Освен това учените следили за активността на невроните в моторната кора, отговаряща за движенията.

Както следвало да се очаква, отговарящите за движението на ръцете неврони били неактивни, ако маймуните не правели нищо с ръце. Ако трябвало да изпълняват много различни движения, то радиоактивността в тези неврони започвала да се натрупва. Но в случай с предсказуеми, тренирани, еднообразни движения се откроявала една особеност – когато маймуните научавали какво се изисква от тях, нивото на енергопотребление в съответните зони на мозъка спадало. Голяма част от моторната кора просто си почивала, пишат изследователите в Nature Neuroscience.

И – което е още по-интересно – невронната активност при тренираните маймуни била същата, както и при тези, които изпълнявали различни, нетренирани движения.

Тоест, ако мозъкът изучавал някакво действие, след това го възпроизвеждал със същата невронна активност, но с по-малки енергийни разходи. Получава се, че тренировките не увеличават енергийните разходи, а напротив – намаляват ги.

Авторите смятат, че ефективността на нервните клетки се повишава, но как става това, още не е ясно. Известно е, че невроните имат нужда от енергия за „презареждане” след всеки сеанс работа, за да си възвърнат способността да провеждат импулс. Защо при същата активност им е необходима по-малко енергия?

Единственото относително правдоподобно предположение е, че мозъкът реорганизира невронните мрежи, затова при постоянни енергийни разходи от страна на отделни клетки цялата мрежа става по-икономична.

Източник: Ars Technica