Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) обнаружили неожиданную связь между кишечником и кровеносными сосудами мозга. Они предположили, что ритмичные сокращения кишечных мышц, которые продвигают пищу по пищеварительному тракту, могут быть связаны с тем, как мельчайшие сосуды мозга синхронно расширяются и сжимаются. Результаты исследования, опубликованные в журнале Physical Review Letters, показывают, как для разных частей тела человека действуют одни и те же принципы по синхронизации ритмов.
Когда активируются нейроны мозга, небольшие артерии — артериолы — расширяются, чтобы доставить кислород и питательные вещества. Эти сосуды часто пульсируют одновременно, но механизм такой синхронизации долго оставался загадкой. Исследователи обратились к работе кишечника, где волнообразные сокращения создают ступенчатый ритм — схожий с тем, что наблюдается в сосудах мозга.
По словам авторов, каждая часть кишечника действует как «связанный осциллятор», взаимодействующий с соседними участками для поддержания согласованных движений. С помощью математического моделирования учёные показали, что такие осцилляторы — будь то в кишечнике или в мозге — могут подстраиваться под ритм друг друга при схожих частотах, создавая плавные, ступенчатые переходы. Это позволило точнее объяснить, как согласованность возникает даже при различиях в частоте колебаний.
Открытие поможет лучше понять не только работу мозга, но и заболевания желудочно-кишечного тракта, влияющие на движение пищи и жидкостей. Учёные подчёркивают, что подобные открытия демонстрируют, как решение одной биологической задачи помогает разгадать другую: несмотря на то что мозг как система намного сложнее кишечника, оба органа используют общие принципы ритма и синхронизации.