Мозг занимает всего 2% от нашего тела, однако потребляет 20% всей энергии. В течение дня мозг выполняет множество задач: запоминание, решение проблем и принятие решений. Чтобы сэкономить энергию и направить ее в те части, которые активны, мозг в режиме реального времени передает информацию об адресной подаче крови. Ученые из Гарвардской медицинской школы, выяснили, как работает этот механизм, и опубликовали результаты своего исследования в журнале Cell.
Еще в конце 1800-х годов итальянский врач Анджело Моссо заметил необычное явление у пациента с открытым черепом: когда больной сердился, часть мозга наполнялась кровью. Эта связь притока крови с активностью в какой-то части мозга позже легла в основу функциональной МРТ.
Исследователи провели эксперименты над мышами и обнаружили, что мозг использует специальные каналы в слизистой оболочке кровеносных сосудов для передачи информации о том, где именно требуется увеличение кровотока в настоящий момент.
Ученые отметили, что эти эндотелиальные клетки, которые выстилают кровеносные сосуды, быстро и эффективно взаимодействуют через щелевые соединения — крошечные каналы, которые связывают соседние клетки. Исследователи также обнаружили два гена, которые управляют этим путем коммуникации. Эта система позволяет мозгу сообщать, какие сосуды должны расширяться или сокращаться, чтобы доставить нужное количество крови в нужный момент.
Ученые планируют провести новые исследования на животных и людях. Если результаты их эксперимента подтвердятся, они помогут в расшифровках визуализирующих тестов головного мозга, а также поспособствуют пониманию нейродегенеративных заболеваний, при которых эта система выходит из строя.
Поскольку другие типы клеток тоже соединены щелевыми соединениями, то мутации в их генах связаны с заболеваниями сердца, глухотой и другими болезнями. Понимание того, как клетки по всему организму используют эти соединения для общения, поможет разработать новые терапевтические практики.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что занятия музыкой сохраняют молодость мозга.