Ученые выяснили, что связь мозга с телом гораздо более плотная, чем считалось ранее. Выяснилось, что напряжение мышц брюшной стенки способствует очищению мозга.
Известно, что физическая активность благоприятно влияет на здоровье мозга. Однако до недавнего времени ученые не могли выяснить, как именно работа мышц воздействует на мозговые ткани. В новом исследовании специалисты Университета штата Пенсильвания применили эксперименты на мышах и компьютерное моделирование, чтобы раскрыть механизм связи между мышцами и мозгом.
В ходе исследования было установлено, что при напряжении мышц живота они оказывают давление на сосуды, соединенные со спинным и головным мозгом. Это давление вызывает небольшое смещение мозга внутри черепа. Такое легкое движение, похоже, содействует перемещению спинномозговой жидкости по мозгу, омывая его и способствуя выведению отходов, образующихся в результате работы нейронов.
«Наше исследование демонстрирует, как простое движение может стать важным физиологическим механизмом, поддерживающим здоровье мозга, — комментирует руководитель работы, профессор машиностроения, нейрохирургии, биологии и биомедицинской инженерии Патрик Дрю. — Мы обнаружили, что при сокращении мышц живота они выталкивают кровь из брюшной полости в сосуды мозга, создавая давление и вызывая его движение».
Дрю сравнивает этот процесс с гидравлической системой, где мышцы живота функционируют как насос. Даже незначительные действия, такие как напряжение пресса перед тем, как встать или сделать шаг, создают этот эффект. Давление передается через венозное сплетение позвоночника — сеть вен, связывающих брюшную полость со спинномозговой полостью.
Для наблюдения за этим процессом ученые изучали движущихся мышей с помощью двух современных методов визуализации: двухфотонной микроскопии и микрокомпьютерной томографии. Они обнаружили, что мозг смещался непосредственно перед движением животных, сразу после того, как мышцы живота напрягались. Чтобы подтвердить важность давления в брюшной полости, команда применила мягкое контролируемое давление к животу мышей без какого-либо другого движения. Уровень давления был ниже, чем при измерении артериального давления у человека, но этого было достаточно, чтобы вызвать незначительное смещение мозга.
«Важно, что мозг сразу начинал возвращаться к исходному положению при снятии давления на живот, — подчеркивает Дрю. — Это указывает на то, что давление в брюшной полости действительно может обратимо изменять положение мозга внутри черепа».