Es gibt viel über das Gehirn, das wir noch entdecken müssen, und eine der unbeantworteten Fragen rund um dieses lebenswichtigste Organ ist, wie es den größten Teil seiner Energie verbraucht. Das Gehirn beansprucht rund 20 Prozent des gesamten Sauerstoffs, der für den Treibstoff unseres Körpers verwendet wird, aber wir wissen nicht, wohin das meiste davon geht. Jetzt glaubt ein IBM-Forscher, dass er das Rätsel gelöst haben könnte.
James Kozloski, der als Computer-Neurowissenschaftler bei IBMs Thomas J., Watson Research Centre, sagt das Gehirn ständig Signale durch etablierte Wege Looping-Wege, die als Stadtpläne für unseren Geist gedacht werden können. Das Gehirn verfolgt wiederholt seine Schritte durch diese Wege und deckt drei verschiedene Funktionsbereiche ab: sensorisch (was gerade passiert), verhaltensmäßig (was wir dagegen tun können) und limbisch (was es für uns bedeutet).,
Kozloski nennt dieses Closed-Loop-Modell die „Grand Loop“ und vermutet, dass diese wiederholten Zyklen der Grund sind, warum das Gehirn so viel Energie benötigt, auch wenn wir nicht aktiv mathematische Rätsel lösen oder versuchen zu jonglieren. Er führte seine Hypothese erfolgreich durch den neuronalen Gewebesimulator bei IBM, der ein genaues Modell der Art und Weise erzeugen kann, wie Neuronen im menschlichen Gehirn feuern.
„Das Gehirn verbraucht viel Energie und tut nichts“, erklärte Kozloski der Populärwissenschaft. „Es ist ein großes Geheimnis der Neurowissenschaften., Sie geben nicht so viel Energie für Lärm aus, es sei denn, es gibt einen wirklich guten Grund.“
Kozloski denkt, seine Idee könnte erklären, wie wir aus vergangenen Erfahrungen schöpfen, um unsere Reaktion auf neue zu informieren – wir konsultieren schnell unseren ‚Stadtplan‘, um zu entscheiden, was als nächstes zu tun ist.
Es könnte auch bei der Behandlung von degenerativen Gehirnerkrankungen wie Huntington helfen, sagt er, weil es eine Erklärung dafür liefern könnte, warum ein defektes Gen in der Lage ist, solche Verwüstungen im Gehirn zu verursachen und die Große Schleife vom Kurs abzustoßen.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Frontiers in Neuroanatomy.,
Die nächste Herausforderung für den Forscher und seine Kollegen besteht darin, zu untersuchen, wie das Gehirn die Wege auswählt und wie sich diese innere Schleife entwickelt hat: „Wenn es nichts Wichtiges getan hätte, wäre es längst ausgesondert worden“, sagte Kozloski.
Die Arbeit bei IBM knüpft an eine frühere Studie von Scientific American an., In dem früheren Bericht schlugen Wissenschaftler der University of Minnesota Medical School vor, dass bis zu einem Drittel der Energie des Gehirns für Haushaltsaufgaben verwendet wird – vielleicht, um die Lichter in den „Straßen der Stadt“ von Neuronen und Gewebe, die Kozloski beschrieben hat, anzuhalten.
Wenn sich die Gehirnscanning-und Gehirnsimulationstechnologie verbessert, sollten wir dem Rätsel ein für allemal näher kommen.