Vücudumuz, nefes alıp verişlerimizden her gece beynimizi temizleyen sıvılara kadar sürekli bir hareket halindedir. Bilim insanları şimdi, beynimizdeki ve bağırsaklarımızdaki önemli ritimlerin aslında aynı temel fiziksel prensipleri paylaştığını keşfetti.
Yiyecekleri sindirmeye yardımcı olan salınım desenlerinin, beyindeki kan damarlarında da aktif olduğu ve gerektiğinde oksijen ve besin taşınmasına yardımcı olduğu ortaya çıktı. Bu bulgular, her iki biyolojik sistem hakkındaki anlayışımızı önemli ölçüde geliştirebilir.
Bu keşif, uluslararası bir araştırmacı ekibinin ürünüdür ve beynin kan damarlarının, kortikal vazomotion olarak bilinen kan akışındaki ritmik değişiklikleri nasıl kontrol ettiğini daha iyi anlamak istemelerinden kaynaklanmıştır.
Bu keşif, karmaşıklığı evrenin sınırlarına yaklaşan bir konuya duyulan ilgiyi artırıyor. Araştırmacılar, evrendeki en karmaşık şeylerden biri olabilecek bu konuya dalmadan önce, daha basit bir salınım sistemi olan bağırsak peristaltizmi üzerinde çalıştılar. Bu, yiyeceklerin sindirim sistemimizden geçmesini sağlayan hareketlerdir. Önceki çalışmalardan yararlanan ekip, Ginzburg-Landau modeli olarak bilinen, ilgili ritimler ve dalgalar için daha eksiksiz bir matematiksel model üretti.
Araştırmacılar, güncellenmiş modellerinin kedi bağırsaklarında yapılan deneylerde gözlemledikleri salınım desenlerini yeniden üretebilip üretemediğini test ettiler ve sonuçlar oldukça başarılıydı.
Yeni matematiksel yaklaşım, yakındaki salınım gruplarının, orijinal farklılıklar çok büyük olmadığı sürece, nasıl senkronize olabileceğini veya birbirleriyle 'eşleşebileceğini' gösteriyor. Bu eşleşmenin gerçekleştiği belirli eşikler ve gerçekleşmediği belirli eşikler mevcut.
Bu durum, sadece sindirim sistemindeki akış modellerini açıklamakla kalmıyor, aynı zamanda bu fiziksel prensiplerin beyindeki nöronlarınkilerle de eşleştiği ilginç bir gerçeği ortaya koyuyor.
Fizikçi Massimo Vergassola, "Eşleşmiş salınımlar birbirleriyle konuşur ve bağırsakların her bölümü, ona yakın diğer bölümlerle konuşan bir salınımdır. Normalde, eşleşmiş salınımlar homojen bir ortamda incelenir, bu da tüm salınımların az çok benzer frekanslarda olduğu anlamına gelir. Bizim durumumuzda, bağırsaktaki ve beyindeki gibi salınımlar daha çeşitliydi." demiştir.
Elbette, bağırsak ve beyin arasında hala önemli farklılıklar bulunmaktadır. Örneğin, bağırsak yiyecekler için tek yönlü bir yoldur, ancak beyindeki damar ağı aracılığıyla kan birçok farklı yönde seyahat edebilir.
Bu bulgular, doğrudan bir bağlantıdan ziyade benzer davranışları ele alsa da, bilim insanlarının ruh sağlığındaki değişiklikleri veya hatta demansı önceden haber verebilecek beyin ve bağırsaklardaki titreşimleri daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.
Kleinfeld, "Beyin, bağırsaktan sonsuz derecede daha karmaşıktır, ancak bu bilimin en güzel halidir. Bir soru sorarsınız, sizi başka bir yere götürür, o problemi çözersiniz, sonra orijinal sorunuza geri dönersiniz." demiştir.
Bu araştırma, Physical Review Letters dergisinde yayımlanmıştır.
