Pohyb môže pomáhať mozgu zvláštnejšie, než sme si mysleli. Vedci našli skrytý tlakový systém medzi bruchom a hlavou
Pohyb tela môže mechanicky ovplyvňovať mozog viac, než sa zdalo. Vedci ukázali, ako brušné svaly cez žily pri chrbtici rozhýbu mozgovomiechový mok a prečo to môže súvisieť so zdravím mozgu.
Mozog si väčšinou predstavujeme ako orgán, ktorý bezpečne sedí v lebke a od zvyšku tela je mechanicky oddelený. Lenže nová štúdia ukazuje, že to nemusí byť úplne pravda. Keď napneš brušné svaly, napríklad tesne predtým, ako vstaneš zo stoličky alebo spravíš krok, v tele sa vytvorí tlak, ktorý sa môže preniesť až k mozgu.
Vedci z Penn State zistili, že brucho v tomto procese funguje trochu ako pumpa. Stiahnutie brušných svalov vytlačí krv z brušnej dutiny do žilovej siete okolo chrbtice a tá následne pôsobí ako akési hydraulické potrubie medzi telom a hlavou. Výsledkom je jemný pohyb mozgu v lebke a podľa simulácií aj pohyb mozgovomiechového moku, ktorý sa podieľa na odstraňovaní odpadových látok z nervového tkaniva.
Stačí napnúť brucho a mozog sa jemne posunie
Vedci tento pohyb zachytili u bdelých myší pomocou rýchlej dvojfotónovej mikroskopie. Nešlo pritom o náhodné chvenie mozgu spôsobené tlkotom srdca alebo dýchaním. Najvýraznejšie sa objavoval v momente, keď sa zviera chystalo pohnúť a zapojilo brušné svaly.
Inými slovami, mozog nezačal reagovať až po pohybe nôh. Jemný posun sa objavil už tesne pred samotným pohybom tela. Patrick Drew z Penn State tento jav opisuje ako vnútorný hydraulický efekt, pri ktorom brucho funguje ako pumpa.
„Keď sa brušné svaly stiahnu, vytlačia krv z brucha smerom k mieche. Podobá sa to hydraulickému systému, ktorý vytvorí tlak na mozog a jemne ho rozhýbe,“ vysvetľuje Patrick Drew.
Potom prišiel jednoduchý kontrolný test. Vedci chceli zistiť, či sa mozog pohne aj bez toho, aby sa pohlo celé telo. Mierne uspávaným myšiam preto jemne zatlačili na brucho a sledovali reakciu mozgu. Hoci bol tlak slabší než ten, ktorý cítiš pri meraní krvného tlaku na ruke, stačil na to, aby sa mozog zvieraťa jemne posunul. Po uvoľnení tlaku sa začal okamžite vracať do pôvodnej polohy.
Neprehliadni
Tlak z brucha môže mozog rozhýbať ako mäkkú špongiu
Francesco Costanzo, ktorý viedol počítačové modelovanie, si pri vysvetľovaní pomohol jednoduchým obrazom. Mozog nepripomína pevný kus materiálu, ale skôr mäkkú špongiu. Má tkanivo, priestory a tekutinu, ktorá sa nimi môže pohybovať.
Keď chceš vyčistiť špongiu, nestačí ju len položiť pod vodu. Musíš ju jemne stlačiť, aby sa tekutina dostala cez jej vnútro a odniesla nečistoty preč. Podobný princíp podľa simulácií môže fungovať aj v mozgu. Keď sa mozog pri tlaku z brucha nepatrne pohne, môže to pomôcť posunúť mozgovomiechový mok z mozgového tkaniva smerom do priestoru okolo mozgu.
Práve tento pohyb tekutiny je pre vedcov dôležitý. Mozgovomiechový mok sa totiž podieľa na odstraňovaní odpadových látok, ktoré vznikajú pri bežnej činnosti nervových buniek. Neznamená to, že každý krok doslova „umyje“ mozog. Pohyb tela však môže byť jedným zo spôsobov, ako sa v mozgu rozhýbe tekutina, ktorá pomáha udržiavať nervové tkanivo v zdravšom prostredí.
Aj obyčajná chôdza môže jemne rozhýbať mozog
Drew upozorňuje, že nejde o pohyb, ktorý by človek cítil. Mozog sa neposúva dramaticky, skôr ide o nepatrné mechanické vlnenie, ktoré vzniká pri chôdzi, vstávaní alebo obyčajnom zapojení brušných svalov. Práve takéto drobné pohyby však podľa neho môžu byť jedným z dôvodov, prečo je fyzická aktivita dôležitá aj pre zdravie mozgu.
Inými slovami, aj obyčajná chôdza môže v mozgu spustiť mechanický efekt, ktorý si vôbec neuvedomuješ. Brušné svaly sa stiahnu, tlak sa prenesie cez žilovú sieť pri chrbtici, mozog sa jemne posunie a mozgovomiechový mok sa môže rozhýbať cez jeho tkanivo.
Žily pri chrbtici môžu fungovať ako potrubie medzi bruchom a mozgom
Kľúčovú úlohu hrá sieť žíl nazývaná vertebrálny venózny plexus, ktorá spája brušnú dutinu s chrbticovou dutinou. Práve cez túto nenápadnú žilovú trasu sa môže tlak z brucha preniesť vyššie, až smerom k mozgu.
Keď sa brušné svaly stiahnu, vytlačia krv z brucha cez túto sieť žíl k mieche a mozgu. V lebke sa následne zmenia tlakové pomery, mozog sa jemne posunie a tekutina okolo neho sa môže dať do pohybu.
Výskumníci pozorovali, že mozog sa po uvoľnení tlaku na brucho začal rýchlo vracať do pôvodnej polohy. To naznačuje, že brušný tlak môže polohu mozgu v lebke meniť rýchlo, hoci len vo veľmi malom rozsahu.
Pohyb a spánok môžu čistiť mozog odlišným spôsobom
Zaujímavé je, že simulácie ukázali pohyb tekutiny opačným smerom, než aký sa pozoruje počas spánku. Znamená to, že bdenie a spánok môžu mať rozdielne mechanizmy, ktorými ovplyvňujú prúdenie tekutín v mozgu.
Počas aktívneho pohybu sa podľa modelu tekutina tlačí z mozgového tkaniva smerom von do priestoru okolo mozgu. Počas spánku sa pri podobných výskumoch opisuje skôr opačný smer, teda prenikanie tekutiny hlbšie do mozgového tkaniva. Oba procesy tak môžu byť pre mozog dôležité, len zrejme nefungujú rovnako.
Obezita môže meniť tlakové pomery medzi bruchom a mozgom
Tento objav môže mať presah aj k niektorým zdravotným problémom. Autori štúdie upozorňujú, že obezita zvyšuje tlak v brušnej dutine, čo by mohlo meniť normálny tok krvi medzi bruchom a chrbticovým kanálom.
Ak sa zmenia tlakové pomery medzi brušnou dutinou, chrbticou a lebkou, môže sa teoreticky zmeniť aj jemný pohyb mozgu a cirkulácia mozgovomiechového moku. Vedci preto naznačujú, že tento mechanizmus by mohol byť jedným z faktorov, ktoré prepájajú obezitu s horšími kognitívnymi funkciami. Zatiaľ však nejde o priamy dôkaz, ale o možnú biologickú súvislosť.
Výskumníci spomínajú aj to, že zníženie brušného tlaku, napríklad pri vyprázdnení, môže mať určitý vplyv na poznávacie schopnosti. Aj tu však platí, že ide skôr o opatrnú hypotézu než o hotové vysvetlenie.
Štúdia tak ponúka nový pohľad na to, prečo je pohyb prospešný pre mozog. Nejde len o lepšie prekrvenie alebo okysličenie. Telo môže na mozog pôsobiť aj mechanicky, cez tlak v bruchu, žily pri chrbtici a tekutinu, ktorá obmýva nervové tkanivo. A práve tento nenápadný mechanizmus môže byť jedným z dôvodov, prečo mozog potrebuje nielen spánok, ale aj obyčajný pohyb.
