新發現哺乳動物大腦具一致性 與人腦明顯不同

麻省理工學院（MIT）的神經學家新發現人腦和動物大腦之間一項奇特的差異，目前還不能了解這項差異的全部原因，不過研究者猜測這使得人腦對能量的使用效率更高。

科學家知道生物大腦內的神經元之間通過離子通道控制像鉀離子、鈉離子的流動，並以電流脈衝的方式傳遞信息。2018年，麻省理工學院大腦和認知科學副教授哈內特（Mark Harnett）和同事發現，人類大腦內離子通道的密度竟然比鼠腦小。

他們覺得很奇怪，於是著手進行這項研究。他們找來九種哺乳動物的大腦，包括伊特魯里亞鼩（Etruscan shrew，已知最小的哺乳動物之一）、沙鼠、小鼠、大鼠、豚鼠、雪貂、兔子、狨猴和獼猴，和來自癲癇患者的人腦組織切片進行對比。

結果發現，所有這些哺乳動物腦組織內離子通道的密度都是一樣的。這很奇特，因為不同哺乳動物的腦神經元細胞的大小並不相同。比如伊特魯里亞鼩的腦神經元很小，而兔腦的神經元就大得多。但是儘管如此，所有他們實驗檢查過的腦組織，相同體積的腦組織內離子通道的密度都一樣，也就是說單位體積腦組織內離子通道的數量都一樣多。

可是，人類的大腦不符合這個規律：其離子通道密度比這些哺乳動物的小，也就是單位體積腦組織內離子通道的數量比上面提到的九種哺乳動物少。

哈內特對這項發現感到很意外，他說：「九種哺乳動物的大腦具有一致性：看起來單位體積腦組織內所分布的離子通道數量是一樣的，所有的動物都一樣。這意味著對於相同體積的腦皮層來說，能量消耗是一樣的，至少對於用在離子通道方面的能量來說是這樣。」

可是為什麼人類的大腦不符合這個規律呢？人腦的神經元並不小，可是離子通道密度卻比其它動物小。

研究者猜測這可能與能量的分配相關。比如人腦神經元之間有更複雜的突觸連接，能量用到了這方面；也可能只需少量的通道，但是人腦傳遞信息的頻率較高。

雖然現在科學家還沒有明確的答案，但是哈內特相信人腦的這個特點一定具有優勢。「人腦具有這個特點可能讓精力更充沛，單位腦組織耗費的ATP（大腦能量代謝的主要供能物質）比動物少。」

這份研究發表於《自然》（Nature）期刊。