Istraživači sa UC San Diega otkrili su da ritmičke kontrakcije crevnih mišića i matematički model povezanih oscilatora mogu objasniti sinhrono širenje i skupljanje sitnih krvnih sudova u mozgu. Analiza pokazuje da susedni oscilatori mogu "zaključavati" ritam jedan drugom kada su frekvencije slične, što stvara "stepeničaste" prelaze. Nalazi, objavljeni u Physical Review Letters, pomažu u razumevanju i moždane regulacije protoka krvi i potencijalno problema varenja.
Kako ritam crevnih mišića može objasniti sinhronu aktivnost krvnih sudova u mozgu
Ritam creva kao ključ za razumevanje mozga
Ljudsko telo obiluje ritmovima — od sna i budnosti do pulsa i protoka krvi kroz mozak. Novo istraživanje sa Univerziteta Kalifornija u San Dijegu sugeriše da ritmičke kontrakcije crevnih mišića mogu pomoći da se objasni kako sitni krvni sudovi u mozgu istovremeno šire i skupljaju.
Šta su otkrili naučnici?
Tim istraživača objavio je rezultate u časopisu Physical Review Letters. U radu navode da crevni mišični sloj radi kao niz međusobno povezanih oscilatora koji se prirodno sinhronizuju u talasima — uz obrazac koji podseća na "stepenice". Slično tome, arterioli u mozgu mogu da se usklade kroz međusobno uticanje kada su njihove frekvencije dovoljno bliske.
"Povezani oscilatori razgovaraju jedni s drugima i svaki segment creva je oscilator koji komunicira sa susednim segmentima," rekao je Massimo Vergassola, profesor fizike na UC San Diegu.
Matematička analiza tima pokazuje kako se lokalni oscilatori mogu "zaključati" jedan za drugi, stvarajući izrazite prelaze (o kojih autori govore kao o "prekidima" ili "stepenicama") i objašnjavajući zašto se pulsiranje arteriola može pojaviti u koordinisanim grupama.
"Matematika je do sada bila rešavana približno, ali ne na način koji objašnjava te prekide i ono što se događa u tim prekidima. To je ključno otkriće," rekao je David Kleinfeld, profesor fizike i neurobiologije.
Zašto je to važno?
Razumevanje mehanizama sinhronizacije u krvnim sudovima može pomoći u boljem objašnjenju kako mozak reguliše dotok krvi tokom aktivnosti i potencijalno otvoriti nove pristupe u proučavanju probavnih poremećaja koji utiču na kretanje hrane, tečnosti i otpada kroz digestivni trakt.
Iako je mozak znatno kompleksniji od creva, istraživanje pokazuje kako jedno osnovno fizičko načelo — povezanost i prilagodljiva sinhronizacija oscilatora — može imati primenu u više bioloških sistema.
Za dalje čitanje: autori i uredništvo upućuju na objavu u Physical Review Letters, a opšte informacije o vezi mozga i creva mogu se pronaći i u izvorima kao što je Johns Hopkins Medicine.
Pomozite nam da budemo bolji.
