Исследование показало, что движение запускает скрытый механизм «очистки мозга»

Фото из открытых источников

Уже давно известно, что движение важно для здоровья мозга, но новое исследование раскрывает возможную причину: оно может запускать своего рода гидравлический насос, который вымывает жидкость из мозга. Результаты были опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания (Penn State), изучая мышей и проводя симуляции, обнаружили, что движения в мышцах брюшной полости могут передаваться вплоть до головного мозга, потенциально очищая его от накопившихся в течение дня отходов.

Это наглядное доказательство того, что процессы, происходящие в нашем мозге и теле, не так уж и разделены, и хорошее напоминание о необходимости двигаться в течение дня любым удобным для вас способом.

«Наше исследование объясняет, как даже простое движение может служить важным физиологическим механизмом, способствующим здоровью мозга», — говорит нейробиолог из Университета штата Пенсильвания Патрик Дрю. «В этом исследовании мы обнаружили, что при сокращении мышц брюшной полости они выталкивают кровь из брюшной полости в спинной мозг, подобно гидравлической системе, оказывая давление на мозг и заставляя его двигаться».

Поскольку мыши — млекопитающие, их организмы функционируют несколько похоже на наши, поэтому ученые часто обращаются к ним в первую очередь, пытаясь понять физиологию человека.

Также можно делать с мышами то, что никогда не вышло бы за рамки дозволенного для человека – например, вставлять в их череп окошко, чтобы наблюдать за происходящим внутри.

В этом исследовании ученые заглядывали через такие окна в мозг живых мышей, используя двухфотонную микроскопию для получения изображений высокого разрешения того, что происходило внутри.

Когда мыши ходили по беговым дорожкам, удерживая голову в неподвижном положении, ученые могли наблюдать, как их мозг смещается сразу после сокращения мышц брюшного пресса, которое происходит непосредственно перед тем, как мышь делает шаг.

Применив легкое давление на живот анестезированных мышей, исследователи подтвердили, что именно это стало причиной смещения головного мозга.

«Важно отметить, что мозг начал возвращаться в исходное положение сразу после снижения внутрибрюшного давления», — говорит Дрю. «Это говорит о том, что внутрибрюшное давление может быстро и значительно изменять положение мозга внутри черепа».

Возможно, наш мозг получает такое же воздействие, когда мы поднимаемся из выпада или скручивания в позе йоги.

Микрокомпьютерная томография (КТ) — метод, использующий рентгеновские лучи для создания виртуальных трехмерных реконструкций внутренних структур, — выявила сеть вен, образующих этот «насос» между брюшной полостью, спинным мозгом и головным мозгом.

Учесть все сложные физические процессы, происходящие при движении жидкости внутри и вокруг многочисленных мембран головного мозга, довольно сложно, поэтому при компьютерном моделировании в рамках исследования был применен упрощенный подход.

«Мозг имеет структуру, похожую на губку, в том смысле, что у него мягкий скелет, и через него может циркулировать жидкость», — объясняет биомедицинский инженер Франческо Костанцо, который руководил компьютерным моделированием для этого исследования. «В соответствии с идеей о мозге как о губке, мы также рассматривали его как грязную губку — как почистить грязную губку? Нужно промыть ее под краном и отжать».

Конечно, мозг не так прост, как губка, — но это отправная точка для понимания того, что, пожалуй, является одним из самых сложных органов в организме.

Результаты их моделирования показали, что едва заметных движений в головном мозге, вызванных напряжением мышц живота, достаточно, чтобы вытолкнуть спинномозговую жидкость (СМЖ) из головного мозга в слой между головным мозгом и черепом, известный как субарахноидальное пространство.

Исследования показали, что поток спинномозговой жидкости важен для удаления из мозга продуктов жизнедеятельности, которые в противном случае могут способствовать нейродегенерации.

Интересно, что во время сна спинномозговая жидкость течет в противоположном направлении: она проникает в мозг из субарахноидального пространства. До сих пор оставалось неясным, почему поток спинномозговой жидкости так резко меняется между сном и бодрствованием; данное исследование предлагает одно из возможных объяснений.

«Такие движения настолько незначительны. Они возникают при ходьбе или просто при сокращении мышц живота, что происходит при любой физической активности. Это может существенно повлиять на здоровье мозга», — говорит Дрю.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний