Статистика свідчить – за своє життя хоча би раз непритомніють майже 40% людей. І при цьому вчені досі не знали, як саме виглядає механізм цього процесу, коли людина відчуває короткочасну втрату свідомості.
Як пише видання New Atlas, певне світло на нього пролили дослідники Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. Вони вперше визначили точний генетичний шлях, що зв’язує серце з мозком, і яким проходить тригер до процесу втрати свідомості. Вчені переконані, що це відкриває перед ними перспективу пошуку ефективних методів лікування станів, при яких непритомність є поширеним і постійним явищем, передає OBOZ.UA.
Традиційно вважалося, що мозок посилає сигнал серцю, яке швидко реагує, провокуючи зомління. Але команда вчених на чолі з кандидатом біологічних наук Вінітом Августином змогла показати, що цей шлях – це лише половина справи. “Ми виявили, що серце також посилає сигнали назад у мозок, що може змінити функцію мозку”, – сказав Августин. Він назвав роботу “першою всебічною демонстрацією генетично певного серцевого рефлексу, який точно повторює характеристики людської непритомності на фізіологічному, поведінковому рівні та рівні нейронної мережі”.
Об’єктом вивчення групи дослідників стали нервові механізми, пов’язані з рефлексом Безольд-Яріша (BJR) – серцевою функцією, відкритою ще у 1867 році.
Вважалося, що BJR, що характеризується зниженням частоти серцевих скорочень, артеріального тиску та дихання. Її пов’язували з розвитком непритомності. Але досі не вдавалось це довести.
Сучасні дослідники вивчили генетичний склад сенсорного кластера, відомого як вузлові ганглії, який є частиною блукаючих нервів – саме вони передають сигнали від мозку до серця. Тут блукаючі сенсорні нейрони (VSN) посилають сигнали в стовбур мозку і пов’язані з BJR і непритомністю. Вченим вдалося встановити, що VSN, які експресують нейропептид Y-рецептор Y2 (NPY2R), мають значний зв’язок із фізіологією BJR.
Скориставшись методом оптогенетики, щоби дослідити певні нейрони, біологи змогли запустити у мишей VSN NPY2R, через що тварини миттєво втрачали свідомість. Взявши за основу результати своїх спостережень, комплексні дані про нейрони головного мозку та машинне навчання, дослідники з Каліфорнії змогли довести велике значення NPY2R у виникненні непритомності.
Більше того, активація цих нейронів викликала у піддослідних мишей розширення зіниць та характерне для стану зомління в людей закочування очей.
Окрім того, у тварин спостерігали уповільнення серцевого ритму та дихання, а також падіння артеріального тиску. “Ми були вражені, коли побачили, як їхні очі закотилися приблизно в той же час, коли активність мозку різко впала”, – поділились автори дослідження у своїй статті. Вони також відзначити, що зі кілька секунд мозкова активність повернулась до норми. І цей момент став для них проривним.
Коли у мишей “виключили” VSN NPY2R, BJR і розвиток стану непритомності у мишей припинилися. Таким чином з’ясувалось, що результати попередніх досліджень, які показали, як зниження припливу крові до мозку викликає непритомність, були неточними. Зараз до цих даних додалось розуміння, що цей шлях – це вулиця з двостороннім рухом, де сигнал передається назад у мозок. “Нейробіологи традиційно вважають, що тіло просто слідує за мозком, але тепер стає цілком ясно, що тіло посилає сигнали в мозок, а потім мозок змінює функцію”, – пояснив Августін.
Результати, яких домоглися вчені, відкривають потенційні можливості для подальших досліджень і розробки методів лікування низки психіатричних та неврологічних розладів, які мають чіткий зв’язок між мозком та серцем. Також команда Августіна сподівається уважніше вивчити мозковий кровотік і нервові шляхи в мозку в момент непритомності, щоби поглибити розуміння цього стану.
