Дата: 17.10.2007

Ток крови влияет на активность нейронов

Мозг снабжает кислородом самая сложная сеть кровеносных сосудов. Один удар сердца приносит в мозг 20-25% всей крови организма, при этом мозг потребляет порядка 20% кислорода и питательных веществ. А во время напряжённой умственной деятельности — все 50% (иллюстрация с сайта alz.org).

Какой орган люди обычно ассоциируют с источником любви, эмоций и чувств? Конечно же, сердце, ответите вы. А насколько это правильно? Американские учёные считают, что на все 100%. Уточняя, что именно сердце качает кровь по нашим сосудам, определяя тем самым ход наших мыслей.

Конечно, кто-то не согласится. Заговорит о душе или о мозге. И те, и другие будут по-своему правы, но всё же выслушаем гипотезу представителей науки.

Группа учёных под руководством Кристофера Мура (Christopher Moore) из американского института Макговерна (McGovern Institute for Brain Research at MIT) выдвинула предположение, что кровь, кроме того что доставляет к тканям кислород и питательные вещества, ещё и влияет на наши мыслительные процессы.

"Мы предположили, что кровь влияет на передачу сигналов нейронами. Ведь если это действительно так, то нам нужно несколько пересмотреть своё понимание работы мозга", — говорит Кристофер.

Что же это получается — искусственная пластиковая кровь сделает нас глупыми? И универсальная тоже? И "кровь с молоком"? Вполне возможно, но не будем торопить события. Слушаем дальше.

Своё видение работы мозга Мур назвал гемо-нейронной гипотезой. В соответствии с ней кровь не просто питает мозг, но и помогает контролировать его активность. То есть, если на определённом участке кровоток изменяется, это сказывается на активности близлежащих нейронов, влияя на их способность передавать сигналы между собой и, как следствие, на передачу информации в мозг и внутри него.

Проходящие в лаборатории Мура (Moore Lab) исследования показали, что такая точка зрения имеет право на существование. Ток крови действительно изменяет поведение отдельных нейронов.

Статья авторов, подробно рассказывающая о проводимом исследовании, сейчас находится в печати и будет опубликована в Journal of Neurophysiology.

Теория Мура имеет множество применений. Например, она, предположительно, поможет учёным в понимании таких тяжёлых расстройств, как эпилепсия, шизофрения, множественный склероз и болезнь Альцгеймера.

"Целый ряд неврологических и психиатрических заболеваний связан с изменениями в сосудистой системе", — отмечает Кристофер. — Многие считают, что симптомы таких болезней есть вторичное проявление повреждения нейронов. Мы же думаем, что как раз они (симптомы) и являются первоисточником самой болезни, соответственно, у нас будет совсем другой подход к лечению".

Приводим пример. У эпилептиков очень часто находят отклонения от нормы в строении сосудов именно в тех областях мозга, где начинаются эпилептические припадки. Гипотеза Мура предполагает, что именно изменение тока крови в этих сосудах и приводит к возникновению приступов эпилепсии. Значит, лекарства, регулирующие ток крови, могут стать альтернативой традиционным методам лечения таких больных.

Гипотеза также изменяет отношение к методу функционального магниторезонансного отображения (functional magnetic resonance imaging — fMRI).

Если раньше он использовался исключительно для сканирования мозга и обнаружения локальных изменений в токе крови, считающихся вторичными процессами изменения нейронной активности, то сейчас он "становится ключевым источником информации о происходящем внутри мозга", — говорит Роза Цао (Rosa Cao), аспирантка из лаборатории Мура и соавтор работы.

И это предположение подтверждается экспериментами. fMRI-исследование схемы тела человека, отражённой в коре головного мозга (sensory или сortical homunculus), показало, что, когда к той или иной области приливает больше крови (например, к области, соответствующей кончикам пальцев), люди легче (быстрее, точнее) чувствуют даже самые незаметные прикосновения к пальцам.

Таким образом, кровь влияет на активность того или иного участка мозга, а информация о токе крови возле него позволяет предсказать его будущую активность.

Учёные подчёркивают, что их открытие не разрушает сложившиеся представления, а лишь добавляет и обогащает информацию, которую можно получить с помощью функционального магниторезонансного отображения.

Так каков же всё-таки механизм воздействия кровотока на активность мозга? — спросите вы.

Мур и его команда предполагают следующие схемы:

1) В крови человека содержится множество способных к диффузии агентов, которые могут "выбраться" из сосудов и воздействовать на нейроны. Соответственно, варьирование объёма подходящей крови изменяет концентрацию этих агентов.

2) Нейроны и глия (клеточный компонент нервной системы) могут реагировать на механическое воздействие (то есть изменение давления), растягиваясь и сжимаясь.

3) Наконец, кровь влияет на температуру окружающих нервных тканей, что также может сказаться на нейронной активности.

Чтобы дать более точное объяснение, исследователям понадобится ещё какое-то время. Ведь не только кровь влияет на нейроны и работу мозга, но и работа мозга определяет биение сердца, сужение/расширение сосудов и появление новых капилляров.

"Никто ранее не рассматривал ток крови как важную составляющую моделей передачи информации в мозге", — заключает Мур. Только один человек в истории сделал это – Аристотель – который считал, что кровеносная система определяет наши мысли и чувства. Возможно, в чём-то великий грек был прав.

---

Оригинал статьи находится на сайте Мембрана