Studija Penn State‑a pokazuje da kontrakcije trbušnih mišića kod miševa mogu izazvati hidraulični efekat koji pomera mozak i podstiče protok cerebrospinalne tečnosti (CSF). Korišćene su dvofotonska mikroskopija, mikro‑CT i računarske simulacije, koje sugerišu da ova mala pomeranja pomažu izbacivanju otpadnih materija u subarahnoidni prostor. Nalaz objašnjava razlike u smeru protoka CSF‑a između budnog stanja i sna, ali prenos na ljude zahteva dodatna istraživanja.
Kretanje Aktivira Skriveni „Hidraulični“ Mehanizam Koji Pomaže „Čišćenju“ Mozga — Studija
(Andriy Onufriyenko/Moment/Getty Images)
Nova studija Penn State univerziteta otkriva mogući fiziološki razlog zašto je kretanje korisno za zdravlje mozga: kontrakcije trbušnih mišića mogu da pokrenu hidraulični efekat koji pomera mozak i podstiče protok cerebrospinalne tečnosti (CSF), što može pomoći u uklanjanju metaboličkog otpada.
YouTube Thumbnail
Istraživači su koristili žive miševe, dvofotonsku mikroskopiju, mikro-kompjuterizovanu tomografiju (mikro-CT) i računarske simulacije kako bi pratili kako sile iz abdomena dopiru do kičmene moždine i glave. Posmatranja su pokazala da se mozak pomera neposredno nakon kontrakcije trbušnih mišića koja prethodi svakom koraku kod miševa koji hodaju na fiksiranoj traci.
Two-photon microscopy captured the brain shifting in the moments before mice moved, right after the tightening of the abdominal muscles that spurred further movement. Left: the brain (in green) during a stationary moment. Right: the brain during movement. (Patrick Drew and team/Penn State)
„Naše istraživanje objašnjava kako i samo kretanje može služiti kao važan fiziološki mehanizam koji podstiče zdravlje mozga,“ kaže Patrick Drew iz Penn State‑a.
Eksperimenti su obuhvatili i kontrolisano pritiskanje stomaka kod anesteziranih miševa, što je potvrdilo da je abdominalni pritisak uzrok pomeranja mozga. Mikro-CT rekonstrukcije otkrile su mrežu vena i vaskularnih puteva koji povezuju trbušnu duplju, kičmenu moždinu i lobanju — funkcionalno sličnu „pumpi“.
Using microCT scanning, the researchers mapped the veins (in red) that run through the interior of vertebrae and around the spine. (Patrick Drew and team/Penn State)
„Mozak ima strukturu sličnu sunđeru… Držite ga pod vodom i istisnete ga,“ objašnjava biomedicinski inženjer Francesco Costanzo, koji je vodio računarsko modelovanje.
U računalnim modelima istraživači su pojednostavili kompleksne fluidne interakcije i pokazali da su i mala pomeranja mozga dovoljna da potisnu CSF iz moždanih struktura u subarahnoidni prostor. Takav tok CSF-a pomaže izbacivanju otpadnih proizvoda koji mogu doprineti neurodegenerativnim promenama.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Autori takođe ukazuju na razliku u smeru protoka CSF‑a između budnog stanja i sna: tokom budnosti mali pomaci mogu gurati CSF ka subarahnoidnom prostoru, dok se tokom sna CSF iz subarahnoidnog prostora upija u moždano tkivo. Ovaj rad nudi moguću mehaničku osnovu za tu razliku.
Ograničenja: Studija je izvedena na miševima, a neki eksperimenti su uključivali fiksiranje glave i anesteziju, što može uticati na dinamiku. Modeli su pojednostavljeni i ne obuhvataju sve detalje složenih membrana i neravnoteža pritisaka u ljudskom mozgu. Dakle, zaključci upućuju na zanimljiv mehanizam, ali njegovo neposredno prenošenje na ljude zahteva dodatna istraživanja.
Praktični zaključak: Iako ne dokazuje direktan efekat kod ljudi, studija dodatno podržava ideju da redovna fizička aktivnost — i svaka aktivacija trbušnih mišića kroz hodanje, istezanje ili vežbe — može imati pozitivan uticaj na mehanizme čišćenja mozga.
Rad je objavljen u časopisu Nature Neuroscience.
Pomozite nam da budemo bolji.
