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 Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
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 нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
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.
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.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
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