Якщо охолодити людський мозок всього на кілька градусів, його нейрони незабаром почнуть відмовляти. Якщо рівень кисню впаде досить низько хоча б на пару хвилин, клітини загинуть. А якщо знизити температуру тіла до точки замерзання, електрична активність в мозку припиниться повністю. І все ж, якимось чином щозими арктичний ховрах (Urocitellus parryii) навмисно дозволяє температурі свого мозку опускатися нижче 0°C.
Він скорочує приплив крові до мозку до мінімуму і залишається в такому стані тижнями. Потім, з приходом весни, він прокидається, як ні в чому не бувало: його пам’ять збережена, а мозок не має жодних видимих пошкоджень, пише Forbes. Цей ссавець виробив одну з найекстремальніших стратегій гібернації на планеті: оборотне відключення мозку.
Екстремальна зимова стратегія арктичного ховрах
Арктичні ховрах мешкають на Алясці і в північній Канаді, де зима може тривати до восьми місяців, а температура повітря часто падає нижче −30°C. На відміну від багатьох інших тварин, які впадають у сплячку в добре ізольованих норах, ці ховрах залишаються вразливими перед промерзлим ґрунтом.
Як описано в дослідженні American Journal of Physiology, під час сплячки температура їхнього тіла може опускатися до −2,9°C, що на сьогоднішній день є найнижчим показником, зареєстрованим у ссавців. Незабаром після цього серцевий ритм сповільнюється з приблизно 200 ударів на хвилину до менше десяти. Дихання практично зупиняється, а мозкова активність стає ледь помітною. І все ж, неймовірним чином, мозок не вмирає.
На клітинному рівні мозок ховраха входить у стан, відомий як “торпор” (заціпеніння), при якому:
- Масово знижується нейронна активність (імпульсація).
- Пригнічується синаптична передача.
- Споживання енергії падає до менше ніж 5% від нормального рівня.
Важливо відзначити, що бездіяльність цих нейронів не випадкова. Фаза торпора дозволяє ховрах пригнічувати активність іонних каналів, знижувати викид глутамату і стабілізувати клітинні мембрани. В результаті повністю запобігається ексайтотоксичність – процес, який зазвичай вбиває нейрони при кисневому голодуванні або переохолодженні у людей. Простіше кажучи, арктичний ховрах перемикає свій мозок в “режим енергозбереження”.
