Legătura dintre forța musculară centrală și sănătatea creierului
Cercetătorii au descoperit că creierul este mai conectat mecanic la corp decât se credea anterior, conform unui studiu publicat în Nature Neuroscience pe 27 aprilie 2026.
Studiul, realizat pe șoareci și prin simulări, a identificat un posibil mecanism biologic care explică de ce exercițiile fizice sunt considerate benefice pentru sănătatea creierului: contracțiile abdominale comprimă vasele de sânge legate de măduva spinării și creier, permițând creierului să se miște ușor în interiorul craniului.
Această mișcare facilitează circulația lichidului cefalorahidian în jurul creierului, ajutând la eliminarea deșeurilor neuronale care ar putea afecta funcția cerebrală.
Patrick Drew, profesor de științe inginerești și mecanică, neurochirurgie, biologie și inginerie biomedicală la Penn State, a explicat că cercetarea se bazează pe studii anterioare care detaliază modul în care somnul și pierderea neuronilor pot influența fluxul lichidului cefalorahidian prin creier.
Drew a afirmat: „Cercetarea noastră explică modul în care simpla mișcare a corpului ar putea acționa ca un mecanism fiziologic important care promovează sănătatea creierului.”
El a adăugat: „Am descoperit că atunci când mușchii abdominali se contractă, ei împing sângele din abdomen în măduva spinării, la fel ca într-un sistem hidraulic, aplicând presiune asupra creierului și determinându-l să se miște. Simulările arată că această mișcare delicată a creierului va determina fluxul de lichid în jurul creierului.”
Se consideră că mișcarea fluidului în creier este esențială pentru eliminarea deșeurilor și prevenirea tulburărilor neurodegenerative. „Cercetarea noastră arată că o mică mișcare este benefică și ar putea fi un alt motiv pentru care exercițiul este bun pentru sănătatea creierului”, a spus Drew.
Drew, care este și director asociat al Institutelor Huck pentru Științele Vieții, a explicat cum un sistem hidraulic folosește o pompă pentru a crea presiune care determină fluxul de lichid. În acest caz, pompa este contracția abdominală, care poate fi atât de ușoară precum tensiunea înainte de a te ridica sau de a face un pas. Această contracție pune presiune pe plexul venos vertebral, o rețea de vene care leagă cavitatea abdominală de cavitatea spinală, provocând mișcarea creierului.
Cercetătorii au vizualizat procesul în șoareci în mișcare folosind două tehnologii avansate de imagistică: microscopie cu două fotoni, care permite imagistica de înaltă definiție a țesutului viu, și tomografie computerizată micro, care permite examinarea 3D de înaltă rezoluție a organelor întregi. Ei au observat că creierul se deplasa în momentele imediat anterioare mișcării șoarecelui, dar imediat după strângerea mușchilor abdominali, necesară pentru a impulsiona corpul spre o mișcare suplimentară.
Pentru a confirma că contracțiile abdominale, și nu alte mișcări, acționează ca pompă, cercetătorii au aplicat o presiune ușoară și controlată pe abdomenul unor șoareci ușor anesteziați. Fără alte mișcări, în afară de o presiune mecanică localizată, mai mică decât cea pe care o simte un om cu un cuplu de presiune arterială, creierul șoarecilor s-a deplasat.
Drew a subliniat: „Este important de menționat că, imediat ce presiunea abdominală a fost eliberată, creierul a început să se miște înapoi spre poziția sa de bază. Acest lucru sugerează că presiunea abdominală poate modifica rapid și semnificativ poziția creierului în interiorul craniului.”
După confirmarea legăturii dintre contracția abdominală și mișcarea creierului, Drew a spus că următorul pas este să se înțeleagă mișcarea fluidului în creier și dacă mișcarea creierului ar putea induce fluxul de lichid. Totuși, anterior nu existau tehnici de imagistică pentru a vizualiza dinamica rapidă și nuanțată a acestor fluxuri de lichid.
Drew a menționat: „Din fericire, echipa noastră interdisciplinară de la Penn State a reușit să dezvolte aceste tehnici, inclusiv realizarea experimentelor de imagistică pe șoareci vii și crearea de simulări pe computer ale mișcării fluidului.”
Francesco Costanzo, profesor de științe inginerești și mecanică, inginerie biomedicală, inginerie mecanică și matematică, a condus modelarea computațională.
Costanzo a explicat: „Modelarea fluxului de lichid în jurul creierului prezintă provocări unice, deoarece există mișcări independente simultane, precum și mișcări cuprinse în funcție de timp. Pentru a ține cont de toate acestea, trebuie să luăm în considerare fizica specială care are loc de fiecare dată când o particulă de fluid traversează una dintre numeroasele membrane din creier.”
El a adăugat: „Astfel, am simplificat. Creierul are o structură similară cu a unei spume, în sensul că are un schelet moale și fluidul poate circula prin el.”
Prin simplificarea geometriei creierului la cea a unei spume, Costanzo a explicat că echipa a putut modela cum circulă fluidul printr-o structură cu spații variate, cum ar fi cutele creierului sau porii din burete.
„Păstrând ideea creierului ca o spumă, ne-am gândit și la el ca la o spumă murdară – cum curăți o spumă murdară?” a întrebat Costanzo. „O clătești sub un robinet și o storci. În simulările noastre, am reușit să obținem o idee despre cum mișcarea creierului, cauzată de o contracție abdominală, poate ajuta la inducerea fluxului de lichid peste creier pentru a ajuta la eliminarea produselor de deșeu.”
Drew a subliniat că, deși sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege pe deplin implicațiile asupra oamenilor, acest studiu sugerează că mișcarea corpului ar putea ajuta la circulația lichidului cefalorahidian în jurul și în creier, eliminând deșeurile și ajutând la protejarea împotriva tulburărilor neurodegenerative asociate cu acumularea de deșeuri.
„Această mișcare este atât de mică. Este ceea ce se generează atunci când mergi sau pur și simplu contractezi mușchii abdominali, ceea ce faci atunci când te angajezi în orice comportament fizic. Ar putea face o diferență semnificativă pentru sănătatea creierului”, a spus Drew.
