Зевание оказывает неожиданное влияние на жидкость внутри головного мозга

Фото из открытых источников

Зевание — это не просто глубокий вдох, указывающий на усталость или скуку, а процесс, который реорганизует отток жидкости из головного мозга, согласно данным МРТ, которые также предполагают, что каждый из нас зевает немного по-разному.

Большинство позвоночных животных зевают, и все же точная цель этого поведения остается загадкой. Теории, объясняющие зевание, включают предположение, что оно доставляет больше кислорода в легкие, помогает регулировать температуру тела, улучшает циркуляцию жидкости вокруг головного мозга и регулирует уровень гормона кортизола.

«Крокодилы зевают, и динозавры, вероятно, тоже зевали. Это невероятно эволюционно консервативное поведение, но почему оно сохранилось до наших дней?» — спрашивает Адам Мартинак из Neuroscience Research Australia, некоммерческой медицинской организации.

Чтобы разгадать тайну того, как именно работает зевание и какое воздействие оно оказывает на организм, Мартинак и его коллеги привлекли к исследованию 22 здоровых взрослых, поровну мужчин и женщин.

Всем добровольцам провели МРТ-сканирование, во время которого они выполняли четыре различных дыхательных маневра: нормальное дыхание, зевание, произвольное подавление зевания и сильный глубокий вдох.

Когда члены команды начали анализировать данные, результаты их шокировали. Их гипотеза заключалась в том, что зевание и сильный глубокий вдох будут способствовать выведению спинномозговой жидкости (СМЖ) — жидкости, заполняющей пустоты головного мозга и покрывающей его поверхность.

«Но зевание вызывало движение СМЖ в противоположном направлении по сравнению с глубоким вдохом», — говорит Мартинак. «И мы просто сидели и думали: ничего себе, мы этого точно не ожидали».

В частности, они обнаружили, что во время зевания поток спинномозговой жидкости (СМЖ) и венозной крови становятся сильно направленно связанными, часто двигаясь вместе от мозга к спинному мозгу. Это предполагает отчетливую реорганизацию нейрожидкостной динамики по сравнению с глубоким дыханием, когда потоки СМЖ и венозной крови обычно движутся в противоположных направлениях: венозная кровь вытекает из мозга, а СМЖ поступает.

Точный механизм выведения СМЖ из мозга во время зевания до сих пор неясен, как и объем выведенной СМЖ – хотя, по оценкам, это всего несколько миллилитров за один зевок, говорит Мартинак. Он надеется количественно оценить объем на следующем этапе исследования.

«Мы думаем, что это могут быть мышцы шеи, язык и горло, которые координируют свои действия, чтобы вывести эту жидкость», — говорит он.

Еще одно важное открытие заключается в том, что зевание увеличивает приток крови в сонную артерию более чем на треть по сравнению с глубоким дыханием. Вероятно, это происходит потому, что зевание стимулирует отток спинномозговой жидкости и венозной крови из черепной полости – вместо оттока венозной крови и притока спинномозговой жидкости – создавая пространство для дополнительного артериального притока.

У каждого добровольца также был уникальный и отчетливый зевок с точки зрения движения языка. «У каждого человека, похоже, есть свой индивидуальный стиль зевания», – говорит Мартинак.

Еще одна загадка, которую команда хочет решить в дальнейшем, – это польза для нашего организма от этого движения спинномозговой жидкости.

«Возможно, это терморегуляция, возможно, это выведение отходов, а может быть, ничего из этого», – говорит он. «Вероятно, можно выжить и без зевания, но, возможно, существует шесть, семь или восемь различных очень небольших эффектов, и они просто в совокупности помогают нам регулировать выведение отходов, терморегуляцию и даже эмоциональную групповую динамику зевания».

Тот факт, что зевота настолько заразительна, также остается загадкой – хотя это было крайне важно для эксперимента, поскольку исследователи побуждали участников зевать, используя экран внутри аппарата МРТ, на котором отображались видеозаписи зевающих других людей.

«Когда у меня проходят лабораторные совещания или я делаю презентацию, мне всегда приходится выступать последним, потому что если я начинаю говорить о своем исследовании, все начинают зевать», – говорит Мартинак.

Эндрю Гэллап из Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде говорит, что исследование содержит множество важных результатов, которые вносят существенный вклад в понимание зевоты. Он также отмечает, что исследователи несколько преуменьшили некоторые из своих результатов – в частности, что работа подтверждает важную роль зевоты в терморегуляции.

От депрессии до деменции мы сейчас осознаем глубокое влияние длительного воспаления на мозг. Более глубокое понимание основных механизмов открывает новые возможности для защиты когнитивных функций и психического здоровья.

«Тот факт, что кровоток во внутренней сонной артерии увеличился на 34 процента во время зевания, является действительно важным открытием, которое, похоже, было упущено или, по крайней мере, преуменьшено в текущей версии статьи», — говорит Гэллап.

Он также отмечает, что в исследовании изучалось заразительное зевание, а не спонтанное, и предполагает, что влияние Спонтанная зевота может быть даже более выраженной.

«Есть основания полагать, что спонтанная зевота вызывает еще большие изменения в спинномозговой жидкости и кровотоке, чем описано здесь», — говорит он. «Действительно, видеозаписи показывают, что заразительная зевота была довольно короткой по сравнению со средней продолжительностью спонтанной зевоты у людей, которая составляет около шести секунд».

Йосси Ратнер из Мельбурнского университета (Австралия) согласен с тем, что команда несколько преуменьшила некоторые из своих результатов, но категорически не согласен с аргументами в пользу терморегуляции.

Ратнер говорит, что, возможно, по мере нарастания давления сна в стволе головного мозга накапливается химическое соединение, называемое аденозином, которое связано с регуляцией цикла сон-бодрствование. «Зевота может вызывать движение жидкости в стволе головного мозга, которое вымывает аденозин, временно снижая давление сна и повышая бдительность», — говорит он. «Это не прямой вывод исследования, но возможное следствие полученных данных».