Aceleași modele de oscilație care ajută la digestia alimentelor par să fie implicate și în vasele de sânge ale creierului, contribuind la furnizarea de oxigen și nutrienți atunci când este nevoie. Acest descoperire ar putea îmbunătăți semnificativ înțelegerea noastră a ambelor sisteme biologice.
Această descoperire este rezultatul unei echipe internaționale de cercetători, fiind determinată de dorința de a înțelege mai bine modul în care vasele de sânge din creier controlează schimbările ritmice în fluxul sanguin, cunoscute sub denumirea de vasomotie corticală.
Înainte de a aborda ceea ce ar putea fi cel mai complex lucru din Univers, cercetătorii au început cu un sistem de oscilație mai simplu: peristaltismul intestinal, care împinge hrana prin sistemul digestiv. Construind pe studiile anterioare, echipa a dezvoltat un model matematic mai complet al ritmurilor și undelor implicate, cunoscut sub numele de model Ginzburg-Landau (GL).
Cercetătorii au testat dacă modelul lor actualizat ar putea reproduce aceleași modele de oscilație pe care le-au observat în experimente pe intestinul de pisică, și cu siguranță că a putut.
Noua abordare matematică arată cum grupurile învecinate de oscilații pot sincroniza sau ‘cupla’ unul cu celălalt, dacă diferențele inițiale nu sunt prea mari. Există anumite praguri unde acest lucru se întâmplă și anumite praguri unde nu se întâmplă.
Acest lucru nu numai că ajută la explicarea modelelor de flux în sistemul digestiv, dar, interesant, fizica pare să se potrivească cu cea a neuronilor creierului.
„Oscilatoarele cuplate comunică între ele și fiecare secțiune a intestinului este un oscilator care comunică cu celelalte secțiuni din apropiere”, spune fizicianul Massimo Vergassola, de la UC San Diego.
„De obicei, oscilatoarele cuplate sunt studiate într-un mediu omogen, ceea ce înseamnă că toate oscilatoarele sunt aproximativ la frecvențe similare. În cazul nostru, oscilatoarele erau mai variate, la fel ca în intestine și creier.”
Desigur, există încă diferențe majore între intestine și creier. De exemplu, intestinele reprezintă o cale unidirecțională pentru alimente, dar sângele poate circula în multe direcții diferite prin rețeaua de vase din creier.
În timp ce aceste descoperiri vorbesc despre comportamente similare mai degrabă decât despre o conexiune directă, ele ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine pulsațiile din creier și intestine care pot semnala schimbări în sănătatea mentală sau chiar prevesti demența.
„Creierul este infinit mai complicat decât intestinele, dar acesta este adevărata știință”, spune Kleinfeld. „Pui o întrebare, te duce undeva, rezolvi acea problemă, apoi te întorci la întrebarea ta inițială.”
Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.