Umstrittene neue Idee: Nerven übertragen Ton, nicht Strom

Nerven übertragen Schallwellen durch den Körper, nicht elektrische Impulse, nach einer umstrittenen neuen Studie, die versucht zu erklären das langjährige Geheimnis der Funktionsweise von Anästhetika.

Lehrbücher sagen, dass die Nerven elektrische Impulse verwenden, um die Signale vom Gehirn bis hin zur Aktion, sei es, um einen Finger wedeln oder ein Auge blinzeln.

"Aber für uns als Physiker, dies kann nicht die Erklärung," sagt Thomas Heimburg, Kopenhagen Universität Forscher deren Expertise in der Schnittstelle zwischen Biologie und Physik liegt. "Die physikalischen Gesetze der Thermodynamik erzählen uns, dass elektrische Impulse Wärme erzeugen müssen, wie sie entlang des Nervs Reisen, aber Experimente feststellen, dass keine solche Wärme produziert wird."

Die Lehrbücher dürften nicht absehbarer, jedoch umgeschrieben werden.

Roderic Eckenhoff, ein Forscher in der Abteilung für Anästhesiologie und Intensivmedizin an der University of Pennsylvania School of Medicine, nannte die Schalllaufzeit Idee interessant. "Aber eine enorme Beweislast vorhanden ist und sie haben einen sehr langen Weg zu gehen, um Elektrizität zu schlagen", sagte er.

Der Olivenöl-Hinweis

Nerven sind umhüllt von einer Membran von Lipiden und Proteinen. Biologie-Lehrbücher sagen, dass ein Impuls von einem Ende des Nervs, andererseits mit Hilfe der elektrisch geladenen Salze gesendet wird, die durch Ionenkanäle in der Membran passieren. Aber das Fehlen der Wärmeerzeugung die molekularen biologischen Theorie der ein elektrischer Impuls von chemischen Prozessen produziert widerspricht sagt Heimburg, Co-Autor die neue Studie mit Universität Kopenhagen theoretischer Physiker Andrew Jackson.

Stattdessen plädieren Nerv Impulse viel einfacher als einen mechanischen Impuls des Klangs erklärt werden können, Heimburg und Jackson. Ihre Idee wird in der Biophysikalischen Journalveröffentlicht.

In der Regel breitet sich Klang wie eine Welle, die breitet sich aus und wird immer schwächer. Aber unter bestimmten Bedingungen kann Klang ohne Verbreitung Reisen erfolgen und daher behält es seine Intensität.

Die Lipide in einer Nerv-Membran Olivenöl ähnlich sind, erklären die Wissenschaftler. Und die Membran hat einen Gefrierpunkt, der genau auf die Ausbreitung von dieser konzentrierten Schallimpulse [Grafik] geeignet ist.

Eckenhoff ist jedoch nicht überzeugt.

"Es ist schwierig, eine enorme Anzahl von echten elektrische Aufnahmen in der Zelle, Gewebe und ganze Tier als eine Art Artefakt wegzuerklären," sagte Eckenhoff LiveScience. "Und ich kann nicht leicht erkennen, wie der Klang erzeugt werden könnte."

Erklären, Anästhesie

Die Idee von Heimburg und Jackson, hätte wenn es bewahrheitet waren Implikation für Anästhesie, einem anderen geheimnisvollen Prozess.

Seltsamerweise verstehen nicht Wissenschaftler, was genau passiert, wenn ein Patient betäubt ist. Während die Narkosemittel verhindern, dass das Gehirn von Schmerz zu empfinden soll, können die Medikamente Herzfrequenz und Atmung des Patienten beeinflussen. So würde ein besseres Verständnis der Funktionsweise aller Entwicklung besserer Medikamente ermöglichen.

Forscher haben , dass die richtigen Dosen von Äther, Lachgas, chloroform und anderen Anästhetika basieren alle auf ihre Löslichkeit in Olivenöl. Aber wie die Nerven ausgeschaltet sind, ist ein Rätsel.

Heimburg und Jackson bieten eine Erklärung.

Wenn ein Nerv ist, dass man Schallimpulse, transportieren sie sagen, muss der Schmelzpunkt von seiner Membran in der Nähe von Körpertemperatur sein. Anästhetika der Schmelzpunkt so ändern, dass Schallimpulse können nicht übertragen, schließen sie. Nerven werden auf Standby gestellt und ein Patient nicht das Messer schneiden in seinem Körper fühlen.

Eckenhoff erkennt an, dass es gibt viel zu lernen, erwartet er, dass die genauen Auswirkungen der Narkose letztlich durch eine Integration von aktuellen Theorien nicht durch den Einsatz der neuen Idee der Schallimpulse erläutert werden.

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