Нейробиологи обнаружили «‎режим энергосбережения» у мозга

Нейробиологи из Эдинбургского университета выявили стратегию энергосбережения в зрительных системах мышей.

Когда грызунов лишали достаточного количества пищи в течение нескольких недель и те теряли 15-20% веса, нейроны в их зрительной коре уменьшали количество АТФ на 29%. АТФ — это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах, в частности для образования ферментов.

Снижение количества АТФ приводило к ухудшению восприятия мышами деталей окружающего мира. Поскольку нейроны в режиме пониженного энергопотребления менее точно обрабатывали визуальные сигналы, мыши с ограниченным питанием хуже справлялись со сложной зрительной задачей.

То, что вы получаете в этом режиме с низким энергопотреблением, — это скорее изображение мира с низким разрешением.
Захид Падамси, соавтор исследования

Результаты исследования помогут в понимании того, как недоедание или даже некоторые формы диеты могут повлиять на мировосприятие людей. По всей видимости, это затрагивает и другие сенсорные и когнитивные процессы, не связанные со зрением.

В пользу этого также говорит исследование специалистов Мичиганского университета. Они обнаружили, что, когда мыши просматривали изображение, которое они ассоциировали с едой, область их зрительной коры демонстрировала более высокую активность нейронов, если они были голодны. А после того, как они поели, эта активность уменьшилась.

Точно так же исследование Американской психологической ассоциации показали, что изображения еды вызывают более сильные реакции в некоторых областях мозга, когда испытуемые голодны, чем после того, как они поели.

Голодны вы или нет, фотоны, попадающие в вашу сетчатку, одинаковы. Но представление в вашем мозгу сильно отличается, потому что у вас есть цель, о которой ваше тело знает, и оно направляет внимание таким образом, чтобы помочь её удовлетворить.
Кристиан Берджесс, нейробиолог из Мичиганского университета

При этом изменения заметны уже после нескольких часов голодания. Специалисты из Французского национального центра научных исследований ещё в 2013 году обнаружили, что, когда мухи голодают, мозговой путь, необходимый для формирования энергетически затратного типа долговременной памяти, отключается. Когда учёные заставляли этот путь активироваться и формировать воспоминания, голодающие мухи умирали намного быстрее. Это свидетельствует о том, что отключение процесса сохраняло энергию — и их жизни.

Важным следствием новых открытий является то, что многое из того, что мы знаем о работе мозга и нейронов, могло быть получено из мозга, который исследователи невольно перевели в режим пониженного энергопотребления.

Животные, живущие в лабораториях, часто недоедают: им ограничивают поступление пищи за несколько недель до и во время нейробиологических исследований, чтобы мотивировать их выполнять задачи в обмен на съедобное вознаграждение.