מאתגר את החוכמה הקונבנציונלית: מדענים חושפים גלים נסתרים בזרימת הדם במוח

מחקר במימון NIH מאתגר את החוכמה הקונבנציונלית בכך שהוא מגלה שזרימת הדם יוצרת גלים על פני השטח של מוח העכבר.

לראשונה, חוקרים מיפו את כל רשת כלי הדם בקליפת המוח של עכברים בהכרה, וגילו התרחבות והתכווצויות קצביות של כלי הדם הללו היוצרים "גלים" על פני המוח. נתמך על ידי ה המכונים הלאומיים לבריאות (NIH), מחקר זה משפר את הידע שלנו על העברת דם למוח, אם כי מטרת הגלים הללו היא עדיין בגדר תעלומה.

רשת של כלים אלסטיים ושאיבה אקטיבית הנושאים דם מחומצן משתרעת על פני המוח לפני הכניסה לקורטקס. שם, הם ניזונים לרשת שנייה של נימים המספקים חמצן עמוק יותר לתוך הרקמה. באמצעות שיטות וניתוחים ניסויים מבוססי פיזיקה, החוקרים ראו שבנוסף לפעימות זרימת הדם המתרחשות בכל פעימת לב, ישנם גלים איטיים יותר של שינויים בזרימת הדם ששוטפים את המוח ומתרחשים בערך אחת לעשר שניות. השינוי בזרימת הדם המתרחש עם גלים איטיים אלה היה עד 20% מכלל אספקת הדם במוח. באופן מפתיע, תופעה זו הייתה קשורה רק באופן חלש לשינויים בפעילות המוח.

השלכות של פעילות כלי דם

הגלים יצרו בליטות גלויות בכלי הדם, שיסייעו בערבוב הנוזל סביב תאי המוח. יש לכך השלכות על האופן שבו תוצרי פסולת וחומרים אחרים מוסרים מהנוזל המקיף את תאי המוח. מכיוון שגלי כלי הדם הבולטים נעים במגוון כיוונים, הכותבים משערים שדופקי ההתרחבות וההתכווצות של כלי הדם נוטים יותר להיות מעורבים בערבוב הנוזל סביבם במקום להניע אותו באופן אקטיבי לכיוון נתון. בלי קשר, פעילות ערבוב זו עשויה לסייע בהסרת חלבונים שלא מקופלים בצורה שגויה ורכיבים אחרים מהמוח לתוך נוזל המוח השדרתי המקיף אותו. תהליך זה נחשב למנגנון הגנה חשוב למגוון הפרעות נוירולוגיות, כגון אלצהיימר מחלות ודמנציות קשורות אחרות, והיא פעילה יותר במהלך השינה.

ממצאים אלה עשויים להשפיע גם על הגישות העדכניות לפרשנות fMRI סריקות, המודדות שינויים בחמצון הדם בתוך מבני המוח תוך כדי הפעלתם. באופן ספציפי, הממצא שגלים אלה של שינויים בזרימת הדם מתרחשים במידה רבה ללא תלות בפעילות המוח, מרמז על רמה חדשה של סיבוך מורכב שיש לקחת בחשבון בעת ​​פירוש הקשר בין נתוני ה-fMRI והפעלת המוח.

מחקר זה מומן בחלקו על ידי ה-NIH חקר מוח באמצעות קידום טכנולוגיות נוירו-טכנולוגיות חדשניות^® יוזמת (BRAIN) (U19NS123717, R01NS108472), המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי (R35NS097265), המכון הלאומי לבריאות הנפש של NIH (R01MH111438), והמכון הלאומי להדמיה ביולוגית ו-Bioengine של NIH,4209 936).