Bedenimizi hareket ettirmenin beyin sağlığı için ne kadar önemli olduğunu biliyorduk, ancak yeni bir çalışma bunun olası bir nedenini ortaya koyuyor: Bu, beyindeki sıvıyı dışarı atan bir tür hidrolik pompa görevi görebilir.
Fareler üzerinde yapılan çalışmalar ve simülasyonlar aracılığıyla, karın kaslarındaki hareketlerin beyne kadar ulaşarak, gün boyunca biriken atık maddeleri temizleyebileceği keşfedildi.
Bu bulgu, beynimizde ve bedenimizde olup bitenlerin aslında birbirinden o kadar da ayrı olmadığını somut bir şekilde gösteriyor ve gün içinde, size uyan herhangi bir şekilde bedeninizi hareket ettirmenin önemini bir kez daha hatırlatıyor.
Araştırmayı yürüten bir beyin bilimci, “Araştırmamız, sadece etrafta dolaşmanın beyin sağlığını destekleyen önemli bir fizyolojik mekanizma olarak nasıl hizmet edebileceğini açıklıyor” diyor. “Bu çalışmada, karın kasları kasıldığında, bir hidrolik sistemdeki gibi karnından omuriliğe kan ittiğini, bunun da beyne baskı uygulayarak hareket etmesine neden olduğunu bulduk.”
Fareler memeli oldukları için, vücutları bir nebze de olsa bizlere benziyor. Bu nedenle bilim insanları, insan fizyolojisini anlamaya çalışırken genellikle ilk olarak onlara bakıyorlar.
Ayrıca, farelere, insanlarda asla kabul edilemeyecek şeyler yapmak da mümkün – örneğin beyinlerinde neler olup bittiğini gözlemlemek için kafataslarına bir pencere açmak gibi.
Bu çalışmada araştırmacılar, bu tür pencerelerden canlı farelerin beyinlerine baktılar ve neler olup bittiğine dair yüksek çözünürlüklü görüntüler yakalamak için iki-foton mikroskobunu kullandılar.
Fareler, başları sabit tutularak yürüme bantlarında yürürken, bilim insanları karın kaslarının kasılmasından hemen sonra beyinlerinin kaydığını görebildiler. Bu kasılma, farenin adım atmadan hemen önce gerçekleşiyor.
Anestezi altındaki farelerin karınlarına hafif basınç uygulayarak, araştırmacılar beyindeki bu hareketin kaynağının bu basınç olduğunu doğruladılar.
Araştırmacı, “Önemlisi, karın basıncı giderilince beynin temel pozisyonuna hemen geri dönmeye başlaması,” diyor. “Bu, karın basıncının beynin kafatası içindeki konumunu hızla ve önemli ölçüde değiştirebileceğini gösteriyor.”
Belki de bir egzersiz pozisyonundan kalktığımızda veya bir yoga hareketini yaparken beynimiz aynı işlemi görüyor olabilir.
Mikro-bilgisayarlı tomografi (BT) taramaları, bilim insanlarının iç yapıların sanal, 3 boyutlu rekonstrüksiyonlarını birleştirmelerine yardımcı olan X-ışınlarını kullanıyor. Bu taramalar, karın boşluğu, omurilik ve beyin arasındaki bu 'pompa'yı oluşturan damar ağını ortaya çıkardı.
Beynin içindeki ve çevresindeki akışkanın karmaşık fiziksel süreçlerini hesaba katmak zor olduğundan, çalışmanın bilgisayar modelleme kısmı için basitleştirilmiş bir yaklaşım benimsendi.
Biyomedikal mühendislerinden biri, “Beynin bir süngerinkine benzer bir yapısı var, yumuşak bir iskeletiniz var ve içinden sıvı geçebiliyor,” diye açıklıyor. “Beyni bir sünger fikrine sadık kalarak, onu kirli bir sünger gibi de düşündük – kirli bir sünger nasıl temizlenir? Musluğun altına tutar ve sıkarsınız.”
Elbette beyin, bir sünger kadar basit değil – ancak vücudumuzdaki en karmaşık organlardan birini anlamak için iyi bir başlangıç noktası.
Simülasyonları, karın kaslarının gerilmesiyle tetiklenen beyindeki ince hareketlerin, beyin omurilik sıvısının (BOS) beyinden dışarı, beyin ve kafatası arasındaki alt araknoid boşluk olarak bilinen bir tabakaya itilmesine yeteceğini gösterdi.
Araştırmalar, BOS akışının, nörodejenerasyona katkıda bulunabilecek beyindeki atık ürünlerin uzaklaştırılması için önemli olduğunu göstermiştir.
İlginç bir şekilde, uykuda BOS ters yönde akar: Alt araknoid boşluktan beyne doğru nüfuz eder. Şimdiye kadar, BOS akışının uyku ve uyanıklık arasındaki bu kadar büyük farklılıklar göstermesinin nedeni belirsizdi; bu araştırma olası bir açıklama sunuyor.
Araştırmacılardan biri, “Bu tür hareketler çok küçüktür. Yürüdüğünüzde veya herhangi bir fiziksel davranış sergilediğinizde yaptığınız gibi karın kaslarınızı sıktığınızda ortaya çıkan şeylerdir. Beyin sağlığınız için büyük fark yaratabilir,” diyor.
Bu bulgular, Nature Neuroscience dergisinde yayınlandı.
