Помните про не-волшебство, на котором работает мозг?
Я в прошлый раз приводила индустриальные метафоры. В этот раз приведу перевод цитаты из работы профессора Eve Marder, которую я знаю лично. Это не влияет на существо цитаты, но мне всё ещё не перестаёт быть удивительным, когда авторы не просто некие учёные, а люди из моей жизни.
У человека и других долгоживущих животных... нейроны могут жить и функционировать десятилетиями. В то же время ионные каналы, синаптические рецепторы и компоненты сигнальных путей в клеточной мембране постоянно обновляются и заменяются; их период полужизни может составлять минуты, часы, дни или недели.
Таким образом, каждый нейрон непрерывно перестраивает сам себя из составляющих его белков, используя весь молекулярный и биохимический аппарат клетки. Это обеспечивает возможность пластических изменений в процессе развития и обучения, но одновременно ставит вопрос о том, каким образом поддерживается стабильность функционирования нейрона.
Вот это вот всё, включая поддержание стабильности, и требует значительного количества энергии.
+ сама электрическая активность. По оценкам этой обзорной статьи 60–80 % общего энергопотребления мозга расходуется на цикл глутамата, связанный с "общением" нейронов и поддерживающих их клеток. Подробное описание всего, что происходит, когда нейрон генерирует потенциал действия, — тот самый сигнал "общения" — во много раз объёмней, чем цитата выше. Весьма впечатляет! Там если метафоры подбирать, то веет утопичной научной фантастикой: огромные комплексы, общее дело, очень точные и масштабные производственные работы — и всё это активная жизнь одной клетки.
Один из авторов обзорной статьи в другой работе 2015 года пишет, что если объединить две вышеупомянутые статьи расходов, то в сравнении с ними активность, связанная с нашими интеллектуальными, когнитивными задачами, поразительно мала и часто составляет не более 5% от базового уровня активности.
Первая статья с похожими утверждениями вышла в 2006 году в Science, что весьма серьёзный журнал. Там автор заявлял ещё более суровые цифры (перевод):
Дополнительные энергетические затраты, связанные с кратковременными требованиями окружающей среды, могут составлять всего лишь 0,5–1,0 % от общего энергетического бюджета.
За всем этим стоит более широкий вопрос представлений о мозге в принципе:
Согласно одной точке зрения, работа мозга в основном носит рефлекторный характер и определяется текущими требованиями окружающей среды; согласно другой — деятельность мозга преимущественно внутренне обусловлена и связана с поддержанием информации, необходимой для интерпретации, реагирования и даже предсказания воздействий среды. Хотя ни одна из этих точек зрения не является доминирующей, именно первая мотивировала большинство исследований в нейронауке.
Автор (Marcus E. Raichle), как можно понять, высказывается в своих работах за вторую точку зрения. Насколько я вижу, у него не то чтобы много последователей. В нашей области, во всяком случае, его точка зрения не стала мэйнстримом.
(!) Научные статьи это таки мнение конкретных авторов, как я уже писала. Нет заведомой гарантии, что оно верно. Или что оно неверно. Тут можно решить, только изучая материал и помещая его в контекст системных знаний и ориентиров.
В следующем посте ещё добавлю по теме более простым языком.
#популяризавр🦕 #уруру🐙