میزان اکسیژن مورد نیاز مغز اندازه‌گیری شد
به گزارش مدیکال اکسپرس، مغز تقاضای انرژی بالایی دارد و نسبت به کمبود اکسیژن بسیار حساس است و به سرعت به آن واکنش نشان می‌دهد. متخصصان مغز و اعصاب دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ آلمان(LMU) اکنون برای اولین بار موفق به دریافت ارتباط مستقیم مصرف اکسیژن با فعالیت سلول‌های عصبی خاص شده‌اند.
مغز با توجه به به جرم خود نسبت به بقیه اعضای بدن به انرژی بسیار بیشتری نیاز دارد. این انرژی عمدتا توسط فرآیندهای متابولیک هوازی تولید میشود که مقادیر قابل توجهی اکسیژن مصرف می‌کنند. بنابراین، غلظت اکسیژن در مغز یک پارامتر مهم است که بر عملکرد سلول‌های عصبی و سلول‌های گلیال تأثیر می‌گذارد.
با این حال، اینکه چقدر اکسیژن در مغز مصرف میشود و این موضوع چه ارتباطی با فعالیت عصبی مغز دارد، تاکنون ناشناخته مانده بود. "هانس استراکا"، "سوزان اوزگور" و "لارس کونز" متخصصان مغز و اعصاب LMU اکنون برای اولین بار موفق به اندازه‌گیری آن شده‌اند و نتایج خود را در مجله BMC Biology منتشر کرده‌اند.
دانشمندان در یک مدل حیوانی(قورباغه) از حسگرهای الکتروشیمیایی برای تعیین غلظت اکسیژن در مغز و یکی از بطن‌های مغز استفاده کردند. آنها توانستند به طور مشخص میزان اکسیژن در دسترس مغز را کنترل کنند و همچنین فعالیت سلول‌های عصبی را با کمک مواد دارویی مهار کنند.
دانشمندان با استفاده از نمونه سلول‌های عصبی که حرکات چشم را کنترل می‌کنند، موفق شدند رابطه بین مصرف اکسیژن و فعالیت سلول‌های عصبی را به طور مستقیم ثبت کنند.
"استراکا" می‌گوید: ما دریافته‌ایم که در شرایطی که مغز با هوا اشباع شده، میزان اکسیژن قابل اندازه‌گیری نیست.
بنابراین تمام اکسیژن بلافاصله توسط سلول‌ها برای سنتز مواد غنی از انرژی مورد استفاده قرار گرفت. اگر بیش از دو برابر غلظت اکسیژن اتمسفری وجود داشته باشد، متابولیسم انرژی اشباع شده و اکسیژن به وفور در مغز وجود دارد.
"استراکا" می‌گوید: ما همچنین توانستیم نشان دهیم که در حین عملکرد طبیعی فقط حدود ۵۰ درصد از اکسیژن برای فعالیت سلول‌های عصبی استفاده میشود. بنابراین ۵۰ درصد دیگر برای سلول‌های گلیال و برای حفظ میزان متابولیک اساسی سلول‌های عصبی مورد نیاز است. با این وجود سلول‌های عصبی با افزایش فعالیت اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند.
برای درک بهتر چگونگی پردازش اطلاعات در مغز، آگاهی از رابطه بین در دسترس بودن اکسیژن و فعالیت مغز ضروری است. نتایج دانشمندان بینش اولیه را در این مورد ارائه می‌دهد و مبنای مهمی برای بررسی‌های بیشتر تعادل انرژی مغز در آزمایش‌های آینده و اندازه گیری میزان مصرف اکسیژن برای عملکردهای مختلف سلول‌های عصبی است. این تحقیق همچنین می‌تواند برای درک بهتر پیامدهای کمبود اکسیژن در مغز یا تفسیر بهتر اطلاعات مربوط به فعالیت مغز به دست آمده با تکنیک‌های تصویربرداری مفید باشد.
مغز با توجه به به جرم خود نسبت به بقیه اعضای بدن به انرژی بسیار بیشتری نیاز دارد. این انرژی عمدتا توسط فرآیندهای متابولیک هوازی تولید میشود که مقادیر قابل توجهی اکسیژن مصرف می‌کنند. بنابراین، غلظت اکسیژن در مغز یک پارامتر مهم است که بر عملکرد سلول‌های عصبی و سلول‌های گلیال تأثیر می‌گذارد.
با این حال، اینکه چقدر اکسیژن در مغز مصرف میشود و این موضوع چه ارتباطی با فعالیت عصبی مغز دارد، تاکنون ناشناخته مانده بود. "هانس استراکا"، "سوزان اوزگور" و "لارس کونز" متخصصان مغز و اعصاب LMU اکنون برای اولین بار موفق به اندازه‌گیری آن شده‌اند و نتایج خود را در مجله BMC Biology منتشر کرده‌اند.
دانشمندان در یک مدل حیوانی(قورباغه) از حسگرهای الکتروشیمیایی برای تعیین غلظت اکسیژن در مغز و یکی از بطن‌های مغز استفاده کردند. آنها توانستند به طور مشخص میزان اکسیژن در دسترس مغز را کنترل کنند و همچنین فعالیت سلول‌های عصبی را با کمک مواد دارویی مهار کنند.
دانشمندان با استفاده از نمونه سلول‌های عصبی که حرکات چشم را کنترل می‌کنند، موفق شدند رابطه بین مصرف اکسیژن و فعالیت سلول‌های عصبی را به طور مستقیم ثبت کنند.
"استراکا" می‌گوید: ما دریافته‌ایم که در شرایطی که مغز با هوا اشباع شده، میزان اکسیژن قابل اندازه‌گیری نیست.
بنابراین تمام اکسیژن بلافاصله توسط سلول‌ها برای سنتز مواد غنی از انرژی مورد استفاده قرار گرفت. اگر بیش از دو برابر غلظت اکسیژن اتمسفری وجود داشته باشد، متابولیسم انرژی اشباع شده و اکسیژن به وفور در مغز وجود دارد.
"استراکا" می‌گوید: ما همچنین توانستیم نشان دهیم که در حین عملکرد طبیعی فقط حدود ۵۰ درصد از اکسیژن برای فعالیت سلول‌های عصبی استفاده میشود. بنابراین ۵۰ درصد دیگر برای سلول‌های گلیال و برای حفظ میزان متابولیک اساسی سلول‌های عصبی مورد نیاز است. با این وجود سلول‌های عصبی با افزایش فعالیت اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند.
برای درک بهتر چگونگی پردازش اطلاعات در مغز، آگاهی از رابطه بین در دسترس بودن اکسیژن و فعالیت مغز ضروری است. نتایج دانشمندان بینش اولیه را در این مورد ارائه می‌دهد و مبنای مهمی برای بررسی‌های بیشتر تعادل انرژی مغز در آزمایش‌های آینده و اندازه گیری میزان مصرف اکسیژن برای عملکردهای مختلف سلول‌های عصبی است. این تحقیق همچنین می‌تواند برای درک بهتر پیامدهای کمبود اکسیژن در مغز یا تفسیر بهتر اطلاعات مربوط به فعالیت مغز به دست آمده با تکنیک‌های تصویربرداری مفید باشد.
مرجع : خبرگزاری ایسنا
