Ուղեղը մարմնի հետ մեխանիկորեն շատ ավելի սերտ է կապված, քան նախկինում կարծում էին: Nature Neuroscience ամսագրում հրապարակված հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ որովայնի մկանների կծկումները գործում են որպես հիդրավլիկ պոմպ. դրանք սեղմում են ողնուղեղի հետ կապված արյունատար անոթները՝ ստիպելով ուղեղին թեթևակի օրորվել գանգի ներսում: Այս շարժումը մղում է ողնուղեղային հեղուկը ուղեղի մակերևույթով և, ըստ ամենայնի, դուրս է բերում նեյրոնային նյութափոխանակության թունավոր արգասիքները, որոնց կուտակումը կապված է նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունների, այդ թվում՝ Ալցհայմերի հիվանդության հետ:
Հիդրավլիկ կապը աղիքների և ուղեղի միջև
Փենսիլվանիայի համալսարանի հետազոտողները՝ Պատրիկ Դրյուի գլխավորությամբ, մկների մեջ տեղադրել են էլեկտրամիոգրաֆիայի էլեկտրոդներ և պարզել, որ ուղեղի շարժումները մշտապես վայրկյանի մի քանի տասնորդականով հետ են մնում որովայնի մկանների կծկումներից: Մեխանիզմը գործում է ողնաշարային երակային հյուսակի միջոցով, որը որովայնի խոռոչը ողնուղեղային խողովակի հետ կապող առանց փականների երակների ցանց է: Որովայնի մկանների կծկման ժամանակ ճնշումը որովայնի խոռոչում բարձրանում է՝ արյունը մղելով դեպի այդ երակները: Արյան ծավալի մեծացումը սեղմում է ողնուղեղի շուրջ գտնվող կարծրենու պարկը՝ ողնուղեղային հեղուկը մղելով վերև և ուղեղը գանգի ներսում մի քանի միկրոնով տեղաշարժելով առաջ:
«Երբ որովայնի մկանները կծկվում են, դրանք արյունը որովայնի խոռոչից մղում են դեպի ողնաշար՝ ճիշտ հիդրավլիկ համակարգի պես՝ ճնշում գործադրելով ուղեղի վրա և ստիպելով նրան շարժվել», — պարզաբանել է Դրյուն:
Պոմպային մեխանիզմի հաստատումը
Կամայական շարժումների գործոնը բացառելու համար հետազոտողները թեթև անզգայացված մկներին փաթաթել են հատուկ պնևմատիկ գոտիով և երկու վայրկյանով այն ուռճացրել որովայնի շուրջ: Ուղեղը տեղաշարժվել է դեպի առաջ (ռոստրալ ուղղությամբ)՝ ճիշտ այնպես, ինչպես քայլելիս, և ճնշման անկումից հետո անմիջապես վերադարձել է նախնական դիրքին: Գիտնականները կիրառել են նաև երկֆոտոնային միկրոսկոպիա և համակարգչային մոդելավորում՝ վերարտադրելու համար, թե ինչպես են որովայնի կրկնվող կծկումները տեղաշարժում ողնուղեղային հեղուկը: Պարզվել է, որ նույնիսկ միկրոկծկումները, որոնք առաջանում են յուրաքանչյուր քայլի ժամանակ, բավարար են այս էֆեկտը գործարկելու համար:
Մոդելավորումը ցույց է տվել, որ ուղեղի շարժումները մղում են միջհյուսվածքային հեղուկի ծավալը ուղեղային նյութի միջով դեպի ենթաոստայնային տարածություն այնպիսի արագությամբ, որը մի քանի անգամ գերազանցում է դրա արտադրության արագությունը:
Ազդեցությունը ուղեղի առողջության վրա
Հետազոտության արդյունքները տալիս են կոնկրետ կենսաբանական բացատրություն այն բանի, թե ինչու է նույնիսկ թեթև ֆիզիկական ակտիվությունը օգտակար համարվում ուղեղի համար: Որովայնի մկանների կծկումներն այս դեպքում նվազագույն են. նման լարում առաջանում է, երբ մենք նստում ենք կամ փոխում ենք դիրքը բազկաթոռի մեջ:
«Նման շարժումները շատ աննշան են: Դրանք առաջանում են քայլելիս կամ պարզապես որովայնի մկանները լարելիս, ինչը տեղի է ունենում ցանկացած ֆիզիկական ակտիվության ժամանակ», — ասել է Դրյուն: «Բայց դրանք կարող են հսկայական նշանակություն ունենալ ձեր ուղեղի առողջության համար»:
Դրյուն նախազգուշացրել է, որ անհրաժեշտ են հետագա հետազոտություններ՝ հասկանալու համար, թե ինչպես է այս մեխանիզմը աշխատում մարդու օրգանիզմում, մասնավորապես՝ ինչպես է այն ապահովում ողնուղեղային հեղուկի շրջանառությունը ուղեղի շուրջ և օգնում պաշտպանվել նեյրոդեգեներատիվ հիվանդություններից: