İnsan beyninin şaşırtıcı derecede az sayıda iyon kanalı vardır. Bu muhtemelen daha sonra diğer nöral süreçler için kullanılabilecek enerji tasarrufu sağlamayı amaçlamaktadır.

Cambridge (ABD). Beynin nöronları , gelen kimyasal sinyalleri elektriksel impulslara dönüştürmek için iyon kanallarına ihtiyaç duyar. Bunu yapmak için, zardaki gözenekler, sodyum veya potasyum iyonları gibi yüklü parçacıkların sinir hücrelerinin içine ve dışına akmasına izin verir. Bununla birlikte, Massachusetts Institute of Technology’den (MIT) araştırmacılar yakın zamanda, insan beyninin nöronlarının diğer memelilerin beyinlerine kıyasla bu küçük kanallardan önemli ölçüde daha azına sahip olduğunu keşfettiler. Mark Harnett liderliğindeki bilim adamlarına göre insan beyninin düşünme kapasitesinin bu kadar yüksek olmasının nedeni bu olabilir.

Nature dergisindeki yayınlarına göre araştırmacılar, aralarında dünyanın en küçük memelisi olan Etrüsk sivri faresinin yanı sıra fareler, tavşanlar, maymunlar ve insanlar da dahil olmak üzere on farklı memeliden alınan beyin dilimlerindeki sinir hücrelerini incelediler. İnsan örnekleri, epilepsili insanlardan cerrahi olarak çıkarılan dokulardı.

Piramidal hücrelerin elektriksel özellikleri

Araştırmacılar incecik pipetler yardımıyla serebral korteksteki piramidal hücrelerin elektriksel özelliklerini ölçebildiler. Bu ölçüm, sinir hücrelerindeki iyon kanallarının sayısı hakkında sonuçlar çıkarılmasını sağlar.

Tüm hayvan türlerinde, sinir hücrelerinin boyutu arttıkça iyon kanallarının yoğunluğunun da arttığını buldular. Etrüsk kır faresinin minik beyninde, belirli bir beyin hacminde, örneğin önemli ölçüde daha büyük nöronlara sahip olan tavşanlardakinden önemli ölçüde daha fazla nöron vardır. Tavşan nöronları önemli ölçüde daha fazla iyon kanalına sahip olduğundan, doku hacmi başına kanalların yoğunluğu her iki memelide de hemen hemen aynıdır.

Sabit beyin enerji maliyetleri

Harnett, “Korteks, beyin hacmi başına iyon kanallarının sayısını ve dolayısıyla enerji maliyetlerini sabit tutmaya çalışıyor gibi görünüyor” diye açıklıyor.

Yalnızca insan beyni farklıdır çünkü bilim adamlarının gözlemlerine dayanarak varsaydıklarından önemli ölçüde daha az iyon kanalına sahiptir. Yazarlara göre bunun nedeni, insan beyninin karmaşık bağlantılara daha fazla enerji koyabilmesidir. Bilim adamları, “Beyin iyon kanallarının yoğunluğunu azaltarak enerji tasarrufu yaparsa, diğer nöronal süreçlere daha fazla enerji harcayabilir” diyor.