Мозг — самый «жадный» на энергию орган. Количество потребляемых им калорий непропорционально размерам относительно тела. Реакции энергетического обмена проходят в аэробной среде. Дефицит кислорода приводит к «торможению процессора». Поэтому нормальная концентрация кислорода в мозге крайне важна. Тем не менее, количественного измерения потребления кислорода и анализа его распределения между нервными клетками до сих пор не проводилось на живых организмах.
Нейробиологи из LMU: Ханс Страка, Сьюзан Озугур и Ларс Кунц — выяснили, как избыток кислорода влияет на активность мозга. В эксперименте, результаты которого опубликованы в журнале BMC Biology, исследователи использовали электрохимические сенсоры для определения концентрации кислорода в мозге головастиков лягушки Xenopus laevis. Активностью нервных клеток, которые контролируют движения глаз, ученые управляли с помощью фармакологических веществ.
Оказалось, что при нормальном содержании кислорода в воздухе на работу нервных клеток расходуется около половины поступающего кислорода. Другая половина идет на поддержание базовой скорости метаболизма нервных клеток и на деятельность глиальных клеток мозга. Повышенное содержание кислорода не привело к каким-либо изменениям в деятельности нейронов и других клеток в мозге головастиков. Искусственно усиленная активность нервных клеток, напротив, вызвала увеличение потребления кислорода.
Результаты команды из LMU — лишь первый шаг на пути к полному пониманию того, как в мозге обрабатывается информация. Для этого необходимо еще детальнее исследовать связь между доступностью кислорода и активностью мозга.