Le cerveau optimise sa consomation d'energie

Organe glouton, le cerveau utilise cependant l’énergie avec plus d’efficacité qu’on ne pensait.

Même si l’homo sapiens se distingue de ses cousins primates par l’importance de son volume crânien, son cerveau ne représente que 2 à 3% du poids total de son corps. En revanche il compte à lui seul pour 15 à 20% de sa dépense énergétique ! Cela signifie-t-il que l’organe central gaspille de l’énergie ? Non, répondent aujourd‘hui des chercheurs dans la revue Science : les neurones sont mêmes plus efficaces qu’on ne pensait.

Le traitement de l’information est ce qui consomme le plus d’énergie au niveau cérébral. L’échange de signaux entre neurones repose sur des flux de charges électriques chargées positivement et négativement, charges portées par des ions (calcium, potassium ou sodium). Il existe deux chemins principaux : les signaux qui voyagent le long des axones et des dendrites, les prolongements des neurones, et ceux qui sont échangés via les neurotransmetteurs au niveau des zones de contact entre deux neurones (les synapses).

Les premiers à tenter de quantifier l’énergie consommée par ces transmissions de signaux sont les britanniques Alan Hodgkin et Andrew Huxley, juste avant la seconde guerre mondiale. Leur modèle, qui repose sur l’étude de l’axone du calmar, montrait que les transferts de charges étaient peu efficaces en termes énergétiques.

L’équipe d’Henrik Alle, de l’Institut Max Planck pour les neurosciences de Francfort (Allemagne), a établi de nouvelles mesures plus précises sur des neurones de rats et ils concluent que les neurones sont deux à trois fois plus efficaces que dans le modèle d’Hodgkin et Huxley. Cependant les deux modes de transmission des signaux n’ont pas le même bilan énergétique : le transport le long des axones est moins gourmand en énergie que les échanges synaptiques, concluent Alle et ses collègues.

Le glutamate étant le plus répandu des neurotransmetteurs dans notre cerveau, on peut en déduire que les échanges d’informations reposant sur cette molécule représente la plus grosse part de l’énergie consommée par notre cerveau.

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