Nova istraživanja pokazuju da ritmovi u crijevima i mozgu dijele zajedničke fizikalne principe, što može pomoći u razumijevanju zdravlja probave i mentalnog stanja.
Naša tijela neprestano rade u ritmu – od svakog daha koji udahnemo do tekućina koje noću čiste naš mozak. No, znanstvenici su otkrili, piše ScienceAlert, da ključni ritmovi u mozgu i crijevima zapravo dijele neke zajedničke fizikalne principe.
Isti obrasci oscilacija koji pomažu probavi hrane čine se da djeluju i u krvnim žilama mozga, pomažući u pravilnoj dostavi kisika i hranjivih tvari u pravo vrijeme. Ovo otkriće moglo bi značajno poboljšati naše razumijevanje oba biološka sustava.
Otkriće je rezultat međunarodnog istraživačkog tima, a pokrenulo ga je pitanje kako krvne žile u mozgu kontroliraju ritmičke promjene protoka krvi, poznate kao kortikalna vazomocija.
Od crijeva do mozga: jednostavan početak
Prvo su se znanstvenici odlučili posvetiti nešto jednostavnijem sustavu oscilacija: crijevnoj peristaltici – pokretima crijeva koji potiskuju hranu kroz probavni sustav. Nadovezujući se na prethodna istraživanja, tim je razvio detaljniji matematički model ritmova i valova, poznat kao Ginzburg-Landau (GL) model.
Istraživači su testirali može li njihov model reproducirati obrasce oscilacija koje su prethodno promatrali u eksperimentima na mačjim crijevima i model je uspješno pokazao iste rezultate.
Sinkronizacija oscilacija
Ovaj novi matematički pristup pokazuje kako se susjedne skupine oscilacija mogu sinkronizirati ili “povezati” jedna s drugom, pod uvjetom da početne razlike nisu prevelike. Postoje određeni pragovi pri kojima se to događa, kao i pragovi pri kojima se ne događa.
Takvi nalazi pomažu objasniti protok u probavnom sustavu, ali što je još zanimljivije – fizikalni principi izgledaju vrlo slično onima koji djeluju u neuronima mozga.
– Povezani oscilatori komuniciraju međusobno, a svaki odjeljak crijeva je oscilator koji razgovara s drugim odjeljcima u svojoj blizini. Obično se povezani oscilatori proučavaju u homogeno okruženje, što znači da su svi oscilatori na sličnim frekvencijama. U našem slučaju, oscilatori su bili raznolikiji, baš kao u crijevima i mozgu – objašnjava fizičar Massimo Vergassola sa Sveučilišta UC San Diego.
Naravno, između crijeva i mozga postoje i velike razlike. Dok hrana kroz crijeva prolazi jednosmjerno, krv u mozgu može putovati u više smjerova kroz mrežu krvnih žila.
Znanstveni značaj otkrića
Iako otkrića ne ukazuju na izravnu vezu između mozga i crijeva, pokazuju slične obrasce ponašanja koji mogu pomoći znanstvenicima da bolje razumiju pulsacije u mozgu i crijevima. Takve pulsacije mogu signalizirati promjene u mentalnom zdravlju ili čak ukazivati na ranu fazu demencije.
– Mozak je beskrajno složeniji od crijeva, ali ovo je primjer znanosti u svom najboljem obliku. Postavite jedno pitanje, ono vas odvede negdje drugdje, riješite taj problem, a zatim se vratite na prvotno pitanje – kaže Kleinfeld. Istraživanje je objavljeno u uglednom znanstvenom časopisu Physical Review Letters.
(Ordinacija.hr)
