Физическая активность заставила мышей буквально шевелить мозгами
Эксперименты на мышах показали, как из-за сокращения мышц живота мозг смещается внутри черепной коробки. Напряжение пресса повышает внутрибрюшное давление, которое по венам позвоночника передается в череп и работает словно гидравлический поршень. Это механическое воздействие помогает нервной системе очищаться от токсинов и клеточного мусора.
Центральная нервная система лишена обычных лимфатических сосудов. Чтобы избавляться от продуктов обмена веществ, мозг постоянно прокачивает через свои ткани жидкости, и для этого нужно механическое движение самих полушарий. Так как череп и позвоночник кажутся надежным костным барьером, источник внешней физической силы оставался загадкой.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Neuroscience, отследили движения мозга. Нейробиологи зафиксировали головы мышей над беговой дорожкой. В кости черепа сделали «окна»: на поверхность нанесли флуоресцентные микросферы, а нейроны под костью заставили светиться с помощью вирусного вектора. Ученые направили на этот участок двухфотонный микроскоп, оснащенный электрически перестраиваемой жидкой линзой. Она меняла кривизну 40 раз в секунду, позволяя фокусу мгновенно перескакивать от черепа к мозгу и фиксировать их взаимное смещение. Параллельно исследователи вживили электроды в мышцы живота животных для записи электромиограммы (ЭМГ).
Для поиска анатомической связи между телом и головой исследователи заполнили кровеносную систему мышей рентгеноконтрастным веществом и просканировали позвоночник с помощью микрокомпьютерной томографии. В качестве финальной проверки для спящих мышей сшили крошечный пневматический пояс. Манжету надевали на живот и на две секунды надували, искусственно имитируя напряжение пресса и исключая реальную мышечную работу.
Оказалось, что при переходе с шага на бег мозг мыши смещается вперед и вбок примерно на один микрометр относительно черепа. Движение тканей не зависело от дыхания или сердечного ритма. Разгадка крылась во времени: мозг начинал двигаться за доли секунды до того, как животное делало первый шаг на беговой дорожке. Он механически реагировал на предварительное сокращение мышц живота — мышь напрягала кор, чтобы стабилизировать тело перед рывком.
На снимках микро-КТ биологи увидели причину этого явления. В поясничных и крестцовых позвонках испытуемых обнаружили микроскопические отверстия, через которые вены напрямую соединяют брюшную полость со спинномозговым каналом. Когда мышцы пресса сокращаются, часть крови из живота устремляется в позвоночник и переполняет местную венозную сеть. Раздувшиеся вены сдавливают дуральный мешок (оболочку спинного мозга) и, как из тюбика, выталкивают спинномозговую жидкость вверх, в череп. Эксперимент с пневматическим поясом это подтвердил: внешнее сдавливание живота заставило мозг спящей мыши двигаться точно так же, как во время пробежки.
Компьютерное моделирование показало, что такие толчки работают словно помпа. Давление из живота создает потоки, которые выдавливают отработанную жидкость из паренхимы мозга в субарахноидальное пространство.
Исследование показало, что головной мозг связан с брюшной полостью единой гидравлической системой. Хотя пока процесс детально описали только на мышиной модели, он объясняет, почему у людей внутричерепное давление реагирует на натуживание, кашель или глубокое дыхание животом. Сокращения пресса заставляют ликвор циркулировать и тем самым помогают очищать мозг от отходов жизнедеятельности.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии