مغز، بزرگترین مصرف کننده ی انرژیِ در بدن انسان.
انرژی ای که مغز به آن نیازمند است از همه ی اندام های دیگر بدن بالاتر میباشد. مغز، ابزار قدرتمند بقااست- که کمک کرده با وجود زاد و ولد کمتر انسان در مقایسه با حیوانات دیگر به حدود 8 میلیارد انسان برسیم. مغز انسان کنونی هرچند در سطح مادی، بسیار قدرتمند و کارا عمل کرده و انسان را در برابر انواع و اقسام حیوانات درنده و حیله گر با انواع دندان های تیز و سم های کشنده، پیروز میدان کرده است، ولی در حقیقت اساس و پایه ی تمدن کنونی انسان نیست؛ به طوری که پیشینیان انسان به نام نئاندرتال ها با مغزهای خود- که بزرگتر از مغز انسان کنونی بود- نه تنها پیشرفت و تمدنی به دست نیاوردند بلکه نسل آنها منقرض شد.
آنچه تمدن کنونی انسان، مدیون پیدایش و رشد آن است، ارتباط با منبع عظیم اطلاعات و داده ها از عوالمی بالاتر از عالم مادی است که داده ها و اطلاعات آن، در بند ابعاد تنگ ماده قرار نمی گیرد. با این حال آنچه قدرت ارتباط انسان را با این اطلاعات عظیم فراهم کرده است- که بخش بزرگی از این داده ها اساسا توسط آزمایشگاه های مادی دانشمندان، قابل بررسی نیست و خود دانشمندان هم به این حقیقت اقرار دارند و نام ماده یا انرژی تاریک را بر بخش عظیم کیهان میگذارند( تاریک یعنی اینکه دانشمندان آن را دردسترس و مشاهده ندارند)- همین مغز می باشد.
طبیعتا ارتباط دو سویه برای انتقال این انرژی هنگفت به انسان در جهان مادی- که نیازهای طبیعی خود را برای بقا نیاز دارد- لازم می کند مغز تحت مدیریتی بسیار قدرتمند باشد؛ مدیریتی که از ورود بسیاری ازاطلاعات جلوگیری کند و برعکس هر وقت لازم و ممکن بود اطلاعاتی سودمند را به مغز برساند و این تنظیمی بسیار دشوار است زیرا در یک طرف این گذرگاه، دریا دریا اطلاعات و داده هایی وجود دارد- که بسیاری از آنها در تضاد با نیازهای بدن مادی است- و قدرت گزینش آن برای آنکه بتواند سازگار با زندگی مادی و بدنی باشد چالشی بزرگ و نیازمند برنامه ریزی دقیق و قدرتمند است.
مغز فعال، مقدار زیادی انرژی مصرف میکند ولی چرا این دستگاه پیچیده، در زمان خواب و استراحت هم انرژی مصرف میکند؟
معمایی که دانشمندان را متحیر کرده است، راز بیرون کشیدن انرژی توسط مغز حتی در حالت استراحت است.
مغز انسان، بیشتر از همه ی اندام های دیگر در بدن، انرزی مصرف میکند و امر حیرت آور اینکه منابع انرژی را مصرف می کند حتی در زمانی که سلول های عصبی در میان هم پیام هایی به نام نوروترانسمیتر عصبی نداشته باشند.
پژوهشگران در آزمایشگاه Medicine Weill Cornell دیدند فرایند پوشاندن و بسته بندی پیام های عصبی، مسئول مصرف این مقدار زیاد از انرژی است و در پژوهش خود- که امروز 3 دسامبر 2021 در Science Advance منتشرشد- پژوهشگران کپسول های کوچکی به نام وزیکول های سیناپسی را مشخص کردند که منبع اصلی مصرف انرژی در سلول های عصبی غیر فعال هستند.
سلول های عصبی از این وزیکول ها به عنوان حفره هایی دارای مولکول های ناقل خاص عصبی استفاده می کنند و آن را از منافذ اتصال- که سیناپس و ترمینال واسطه ای خوانده میشود- آزاد می کنند تا به سلول های عصبی دیگر پیام دهد.
پژوهشگران بیان کردند مهیا کردن ناقل های عصبی در انتهای عصب، فرایندی است که نیروی شیمیایی مصرف میکند. پژوهشگران همچنین فهمیدند این فرایند از نظر نیرو تا آن حد نفوذ دارد که نیروی زیادی مصرف میکند تا زمانی که ویزکول ها پر و ترمینال های انتهایی، غیر فعال شود.
رییس مولفان مقاله، دکتر تیموتی رایان استاد شیمی زیستی میگوید: این نتایج به ما کمک میکند سبب درگیری و حساسیت شدید مغز انسان را در قطع یا دو چندان شدن منابع سوخت و انرژی مورد نیاز و خاص به آن بفهمیم و اضافه کرده است: ملاحظه ی اینکه مغز مقدار زیادی از انرژی را صرف می کند حتی در زمانی که در حالت استراحت نسبی است، برای مدت طولانی به پژوهش هایی در مورد به کار بردن سوخت از طرف مغز در حالت های کما و بیمار در وضعیت گیاهی برمیگردد و آن پژوهش ها فهمیده است که حتی در این حالات غیرفعال، مصرف گلوکز از طرف مغز بالا است و فقط به مقدار نصف معدل طبیعی، کاهش می یابد. و این سبب می شود حتی در این شرایط، مغز در مقایسه ی با اندام های دیگر، بیشتر انرژی مصرف کند.. منابع بیرون کشیدن نیرو- وقتی که مغز کاملا در حال استراحت است- شناخته شده نیست.
دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [12/12/2021 10:03 AM]
دکتر رایان و آزمایشگاه او در سال های اخیر نشان داده است سیناپس های سلول عصبی و رشد شبیه جوانه- که ناقل های عصبی از آن آزاد می شود- در زمان فعال بودن، مصرف کننده ی اصلی نیرو است و این، بی نهایت حساس به هر اضطراب در به دست آوردن نیرو و مواد غذایی است. در پژوهش جدید، به کار بردن مواد دارای انرژی در ترمینال های سیناپسی- در زمانی که فعال نیستند- بررسی شد و دیدند که این مصرف انرژی هنوز مقدار بالایی دارد. به همین ترتیب پژوهشگران دیدند این مصرف بالای مواد غذایی و انرژی طی استراحت تا حد زیادی از طریق مجموعه ی وزیکول هایی در سیناپس، محاسبه میشود و طی آرام کردن سیناپسی این وزیکول ها هزاران ناقل عصبی را در درون خودشان حمل میکنند و آماده ی رها کردن این محموله هستند تا از طریق سیناپس های عصبی، پیام را به سلول های عصبی بفرستد.
و سوال اینکه چرا وزیکول سیناپسی حتی در زمانی که به طور کامل پر شده است، انرژی مصرف میکند؟!
پژوهشگران کشف کرده اند نفوذ اساسی انرژی در غشای وزیکول- که همان سرازیر شدن پروتون است- وجود دارد مثلا آنزیم پمپ پروتون در وزیکول واجب است به طور مداوم کار کند و سوخت مصرف کند و این حتی در زمانی است که وزیکول در عمل، پر از مولکول های ناقل عصبی است. و این کشف، پیشرفتی بزرگ در فهم زیست شناسی اساسی مغز است.(سیر مداوم انرژی در سیناپس های عصبی، حتی در زمانی که به نظر میرسد کار مهمی در مغز انجام نمی شود نشان دهنده ی تسلط کاملی بر ثمره ی چند میلیون ساله ی تکامل مادی است. تکامل طی میلیون ها سال به پیشرفته ترین ابزار بقا رسیده است و این ابزار قدرتمند و فعال، با داشتن سیناپس های عصبی و میلیون ها وزیکول و بسته ی دارای نوروترانسمیتر- که در حقیقت منابع انرژی برای تحریک یا متوقف کردن نورون های بعد از سیناپس هستند- می تواند نقش مهمی در تنظیم فعالیت و عدم فعالیت سلول های عصبی و نه فقط خاموش و روشن کردن بلکه زیاد و کم کردن در مقیاس های بسیار زیاد داشته باشد.
شاید تفاوت مهم مغز انسان با کامپیوترهای دیجیتال قدیمی همین باشد. کامپیوترهای قدیمی داده ها را بر اساس صفر و یک(یا خاموش و روشن)، ذخیره میکنند ولی مغز انسان می تواند اطلاعات را بر اساس میلیون ها انتخاب در درون سیناپس های خود تنظیم کند. شاید روزی کامپیوترهای کوانتومی بتواند رقیبی جدی برای مغز انسان باشد زیرا این کامپیوترها هم به جای اندوختن اطلاعات بر اساس صفر-یک پردازش اطلاعات را بر اساسا صفر....یک عملی میکند.)
علاوه بر آن، در معرض خطر بودن و حساسیت مغز در زمان قطع شدن سوخت و مواد غذایی یا نیرو، مشکلی اساسی در علم اعصاب است و اگر وجود نقص در نمونه های مواد غذایی در مجموعه هایی از بیماری های شایع مغز ملاحظه شود از جمله بیماری آلزایمر- که حدود 80 درصد موارد کند ذهنی و فراموشی را در سن بالا تشکیل میدهد و درمان آن هنوز کشف نشده است ولی داروهایی هست که عوارض بیماری را کم میکند- اگر بیماری هایی مانند آلزایمر و پارکینسون ملاحظه شود، این کشف میتواند به حل معماهای مغز و این بیماری ها کمک کند و این از نظر بالینی بسیار مهم بوده است.
(مغز، هرچند به عنوان منبع بزرگ مصرف انرژی، تحت بزرگترین و قدرتمندترین مدیریت، سازماندهی میشود، به دلیل نیاز دائمی به انرژی بالا در معرض آسیب در شرایطی است که به هر دلیل منبع انرژی به مغز دچار اختلال شود و در صورت این اختلال، مغز در زمانی بسیار کوتاه، دچار آسیب های غیر قابل جبران میشود. کشفیات جدید دانشمندان علوم اعصاب کمک میکند با فرایند مصرف تبادل پیچیده ی انرژی در مغز بیشتر آشنا شویم و بتوانیم در شرایط بیماری، مغز را به بهترین شکل حفظ کنیم.)
Study reveals source of the brain's resting energy drain
https://www.news-medical.net/.../Study-reveals-the-source...
Synaptic vesicle pools are a major hidden resting metabolic burden of nerve terminals
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi9027
برخی توضیحات دکتر سلمان فاطمی نورولوژیست
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031