Ученые сделали удивительное открытие: наш мозг гораздо теснее связан с телом, чем считалось ранее. Согласно исследованию, опубликованному 27 апреля в журнале Nature Neuroscience, при сокращении мышц живота создается давление, которое передается на спинной мозг и вызывает легкое смещение мозга внутри черепа. Это крошечное движение, как выяснилось, играет важнейшую роль в циркуляции спинномозговой жидкости, помогая удалять из мозга токсичные отходы, такие как бета-амилоидные бляшки и гиперфосфорилированные тау-белки, накопление которых является ключевым фактором развития болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
Профессор Патрик Дрю из Университета Пенсильвании, один из авторов работы, сравнил этот процесс с работой гидравлической системы, где мышцы живота выступают в роли насоса. Даже самые простые действия — напрячь пресс перед тем, как встать, или сделать шаг — создают необходимый эффект. Давление передается через венозную сеть, соединяющую брюшную полость с позвоночным каналом, что и заставляет мозг слегка двигаться.
Новое открытие дополняет понимание глимфатической системы — пути очистки мозга, открытого в 2012 году. В классической модели спинномозговая жидкость (СМЖ) циркулирует от хориоидальных сплетений желудочков через систему желудочков в субарахноидальное пространство, откуда всасывается в венозные синусы. Однако глимфатическая система работает иначе: СМЖ движется по периваскулярным каналам вокруг артерий, смешивается с интерстициальной жидкостью, собирает отходы и выводится через периваскулярные пространства вен и лимфатические сосуды твердой мозговой оболочки. И теперь выясняется, что мышцы живота могут усиливать этот процесс.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи провели серию экспериментов на мышах, используя передовые методы визуализации, включая двухфотонную микроскопию. Эта технология флуоресцентной визуализации использует низкоэнергетические инфракрасные импульсы для возбуждения красителей только в фокальной точке, что позволяет проникать вглубь тканей до 1 мм с минимальным повреждением. С ее помощью ученые могут в реальном времени наблюдать динамику отдельных нейронов, синапсов и глии в живом мозге лабораторных животных через краниальное окно, что недоступно для обычных микроскопов из-за рассеивания света и фототоксичности.
Исследователи заметили, что мозг начинал смещаться еще до того, как животное совершало движение, сразу после того, как напрягались мышцы живота. Для чистоты эксперимента ученые также оказывали легкое контролируемое давление на животы мышей под наркозом — и мозг двигался без каких-либо других действий.
Поскольку ни один метод визуализации не мог показать движение спинномозговой жидкости с достаточной детализацией, команда создала компьютерные симуляции. Моделируя мозг как «грязную губку», исследователи смогли проследить, как давление от мышц живота заставляет жидкость проходить через крошечные пространства мозговых складок, вымывая отходы. Франческо Костанцо, руководивший моделированием, отметил, что похожим образом мы отжимаем губку, чтобы очистить ее.
Хотя ученым предстоит выяснить, насколько эти результаты применимы к человеку, выводы уже сейчас вдохновляют. Оказывается, обычная повседневная активность — ходьба или даже простое напряжение мышц живота — может напрямую влиять на здоровье мозга, помогая удалять вредные вещества. Это может снизить риск развития нейродегенеративных заболеваний, связанных с накоплением токсинов, а значит, каждое наше движение — это вклад в ясность ума на долгие годы.
Источник: Scientists discover a hidden brain “cleaning” effect triggered by movement