Cercetătorii au descoperit un efect ascuns de „curățare” a creierului generat de mișcare

Cercetătorii au descoperit un efect ascuns de „curățare” a creierului generat de mișcare

Cercetătorii au descoperit că legătura dintre creier și corp este mai profundă decât se credea anterior. Într-un studiu publicat pe 27 aprilie în Nature Neuroscience, aceștia au folosit experimente pe șoareci și simulări pe computer pentru a identifica un posibil motiv pentru care activitatea fizică susține sănătatea creierului.

Studiul arată că, atunci când mușchii abdominali se contractă, aceștia aplică presiune asupra vaselor de sânge conectate la măduva spinării și la creier. Această presiune determină o mișcare ușoară a creierului în interiorul craniului. Această mișcare blândă pare să ajute lichidul cefalorahidian să circule în jurul creierului, ceea ce ar putea facilita eliminarea deșeurilor care pot afecta funcționarea normală a acestuia.

Patrick Drew, profesor de științe inginerie și mecanică, neurochirurgie, biologie și inginerie biomedicală la Penn State, a afirmat că descoperirile extind cercetările anterioare cu privire la modul în care somnul și pierderea neuronilor afectează temporizarea fluxului de lichid cefalorahidian în creier. „Cercetarea noastră explică modul în care simpla mișcare poate servi ca un mecanism fiziologic important pentru promovarea sănătății creierului”, a spus Drew, autor corespondent al lucrării.

Drew a comparat procesul cu un sistem hidraulic. În acest caz, mușchii abdominali acționează ca o pompă. Chiar și acțiuni mici, precum bracingul core-ului înainte de a te ridica sau de a face un pas, pot crea acest efect. Presiunea este transmisă prin plexul venos vertebral, o rețea de vene care leagă abdomenul de cavitatea spinală, ceea ce duce la o mișcare ușoară a creierului.

Pentru a observa acest proces, cercetătorii au studiat șoareci în mișcare utilizând două tehnici avansate de imagistică. Microscopie cu două fotoni a oferit imagini detaliate ale țesuturilor vii, în timp ce tomografia computerizată micro oferă vederi 3D de înaltă rezoluție ale organelor întregi.

Ei au constatat că creierul se deplasa chiar înainte ca animalele să se miște, imediat după ce mușchii abdominali se strângeau pentru a iniția mișcarea.

Pentru a confirma că presiunea abdominală era factorul cheie, echipa a aplicat o presiune controlată, ușoară asupra abdomenului unor șoareci ușor anesteziați. Nu a fost implicată nicio altă mișcare. Nivelul de presiune a fost mai mic decât cel resimțit de o persoană în timpul unui test de tensiune arterială, însă a determinat totuși mișcarea creierului.

„Este important de menționat că creierul a început să se miște înapoi spre poziția sa de bază imediat după eliberarea presiunii abdominale”, a spus Drew. „Aceasta sugerează că presiunea abdominală poate modifica rapid și semnificativ poziția creierului în interiorul craniului.”

După confirmarea că contracțiile abdominale conduc la mișcarea creierului, cercetătorii s-au îndreptat către următoarea întrebare: cum influențează această mișcare fluxul de lichid. La acea vreme, nicio metodă de imagistică nu putea captura comportamentul rapid și complex al lichidului cefalorahidian în detaliu.

„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 simulărilor computerizate ale mișcării fluidului”, a spus Drew. „Această combinație de expertiză este esențială pentru înțelegerea acestor tipuri de sisteme complicate și a modului în care acestea impactează sănătatea.”

Francesco Costanzo a condus lucrările de modelare. „Modelarea fluxului de fluid în jurul creierului oferă provocări unice, deoarece există mișcări independente, simultane, precum și mișcări corelate în funcție de timp. Luarea în considerare a tuturor acestora necesită o abordare specială asupra fizicii care se întâmplă de fiecare dată când o particulă de fluid traversează una dintre numeroasele membrane din creier”, a spus Costanzo. „Așa că am simplificat-o. Creierul are o structură similară cu un burete, în sensul că are un schelet moale și fluidul poate circula prin el.”

Prin tratarea creierului ca un burete, echipa a putut simula modul în care fluidul călătorește prin spații de dimensiuni diferite, similare cu pliurile creierului sau porii unui burete.

„Continuând cu ideea creierului ca un burete, ne-am gândit, de asemenea, la el ca un burete murdar — cum poți curăța un burete murdar?” a întrebat Costanzo. „Îl ții sub un robinet și îl stoarci. În simulările noastre, am reușit să obținem o idee despre cum mișcarea creierului, generată de o contracție abdominală, poate ajuta la inducerea fluxului de fluid peste creier pentru a ajuta la eliminarea produselor de deșeuri.”

Drew a menționat că sunt necesare mai multe cercetări pentru a determina cum se aplică aceste descoperiri la oameni. Cu toate acestea, rezultatele sugerează că mișcarea zilnică ar putea ajuta la circulația lichidului cefalorahidian prin creier, facilitând eliminarea deșeurilor și, posibil, reducând riscul de boli neurodegenerative legate de acumularea deșeurilor.

„Acest tip de mișcare este atât de mic. 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 tău”, a spus Drew.