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 Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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