脳はどのようにしてこれほどエネルギーを消費し、効率的になれるのでしょうか?

脳は体重のわずか 2% にすぎませんが、それは貪欲であり、それだけで私たちのエネルギーのほぼ 20% を消費します。そして、1,000億個の神経細胞、ニューロンがそれを使用します。非常に正確なケーブルネットワークのおかげで、電気信号を使用して相互に通信し、身体の機能や移動などが可能になります。

しかし、このような小さな器官はどのようにしてそのような偉業を達成するのでしょうか?また、エネルギー使用の観点からそこからどのような教訓を学ぶことができるのでしょうか?これに答えるために、エコールノルマル高等生物学研究所の研究者であり、パリのクインテット「Feu!」のミュージシャンでもあるセバスチャン・ウルフに会います。チャタトン。

』のシーズン4のエピソード。 ナレッジファクトリー »、からのポッドキャスト モンド と提携して実施されました エネルギーナイト 2024が主催するパリの高等師範学校。

物理的エネルギーの概念と脳の間に確立された最初のつながりは、この器官がエネルギーを大量に消費するということです。

人体のエネルギーの5分の1！そして、少し悲しいことに、20世紀初頭にある研究が行われました。^e 20世紀には、十分に食べることができなかった若者の脳質量は減少しないことが証明されました。これは、私たちの体が脳を犠牲にすることは決してなく、筋肉などの他の器官を犠牲にして常に脳にエネルギーを供給することを意味します。エディンバラ大学で、神経科学のナタリー・ロシュフォール教授は、この問題について別の研究を実施しました。動物から食物を奪っても、動物は依然として複雑な行動を起こすことができるのでしょうか?彼女はそうであることを発見しました。したがって、脳は生物によって優先的に保護される器官です。

具体的に、脳は必要なエネルギーをどこから得ているのでしょうか?

ブドウ糖で。 ATP分子 [adénosine-triphosphate, produite par l’oxydation du glucose] 体内のエネルギーの基本分子です。

脳がどのように機能するかを理解するために、「エネルギーの風景」について話します。それは何についてですか?

「エネルギーランドスケープ」は統計物理学から生まれた理論です。サイバネティクスと人工知能の分野の人々は、私たちの脳であるネットワークに匹敵するネットワークを開発しました。彼らは、同じタスクを実行するのに脳よりもはるかに多くのエネルギーを必要とする計算を実行します。高等師範学校では、レミ・モナソンとシモナ・コッコのチームが、ニューロンによって行われる基本的な計算と、機械によって行われる同じ計算の間のリンクを確立しようとしています。彼らは、環境に有害な可能性があるこれらの機械のエネルギー消費に焦点を当てることで、さらに前進しようとさえしています。脳とその代謝をより深く理解するという関心を超えた、産業的な観点からの問題があります。

これらの有名なエネルギー景観はどのように機能するのでしょうか?

神経科学的には、脳は物理システムとして機能し、そこを循環するエネルギーが風景を表していると考えられます。それは多次元の風景です。思考をそこに放っておけば、過ぎ去ってしまうだろう 「魅力の盆地から魅力の盆地へ」。あたかも私たちの思考が山を越え、谷のレベルにあるかのように、私たちの記憶、記憶が位置します。の作品 マイケル・ズガロのチーム コレージュ・ド・フランスの研究チームは、マウスの脳活動を記録することによって、睡眠中に脳がこれらの魅力の領域に落ち込むことによって自然に記憶を追体験することを示しました。

したがって、これらのエネルギー風景のおかげで、脳の大脳活動が目に見えるようになります。しかし、具体的にはどのように形成されるのでしょうか?

「ガラス」という物体と「ガラス」という言葉を関連付けることを学ぶと、風景の中にプールが作成されることを想像できます。これは、これら 2 つの感覚イベントに対応します。そのため、「ガラス」という言葉を聞くとすぐにその物のイメージが浮かび上がります。なぜなら、その言葉を聞くためには、概略的に言えば、システムはこのプールに到達し、自発的にこの関連付けの経験を追体験する必要があるからです。実際、エネルギーの風景は私たちが学び、記憶することを可能にします。

では、画像と音のつながりは脳の中で物理的に行われるのでしょうか？

はい、それは本当に起こります。つまり、学習時に 2 つのニューロンを同時に活性化した場合、その後 1 つだけを活性化すると、高い確率でもう 1 つも点灯することがわかります。始まり。学ぶことでつながりが変わり、魅力的な領域が生まれます。

他の臓器に比べて脳は謎が多いのでしょうか？

これを言うのは少し風刺的ですが、確かに、これは最後のフロンティアの 1 つです。今のところ、基礎的な神経科学は、精神分析者や哲学者が行っていることに比べれば、非常に単純なことを理解しようとしているところだ。心理学全般、哲学、神経科学は交差し、同じ種類の質問を一緒に行うことができると思います。おそらく、これらの分野間のこの接点により、神経科学の発展と進歩が可能になるでしょう。