人体充满了自然节律，从睡眠-觉醒周期到大脑中血液的稳定脉动，再到心率和脉搏。
如今，科学家表示，肠道可能掌握着理解大脑血管如何实现这种复杂协调的关键。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，肠道的节律性肌肉运动可能有助于解释大脑血管如何同步扩张和收缩。他们的研究成果近期发表在《物理评论快报》上。
当大脑中的神经元受到刺激时，名为小动脉的微小血管会扩张以输送更多氧气和营养物质。这些血管会搏动，且通常彼此同步。但多年来，科学家一直困惑于这种同步化是如何发生的。
加州大学圣地亚哥分校团队转向消化系统寻找答案。他们发现，肠道会自然地以波浪形式收缩以推动食物前进，这一过程依赖于形成阶梯效应的同步振荡模式。研究人员表示，同样的模式也可能解释大脑血管如何和谐协作。
“耦合振荡器会相互‘交谈’，肠道的每一部分都是一个振荡器，与邻近部分进行交流，”加州大学圣地亚哥分校物理学教授马西莫·韦尔加索拉在新闻稿中表示。“通常，耦合振荡器在同质环境中被研究，意味着所有振荡器的频率大致相似，”他继续解释道，“但在我们的情况中，振荡器更为多样化，正如肠道和大脑中所见。”
研究人员通过数学方法表明，无论是在肠道还是大脑中，当频率相近时，附近的振荡器能够锁定彼此的节奏。这会产生阶梯状过渡，类似于食物在肠道中平稳移动的方式。
“此前数学问题仅以近似方式解决，但未揭示这些断点及其发生机制。这是一个关键发现，”加州大学圣地亚哥分校物理学和神经生物学教授戴维·克莱因菲尔德表示。
新发现最终可能帮助科学家更好地理解大脑功能，以及影响食物、液体和废物通过胃肠道的消化问题。
“大脑比肠道无限复杂，但这正是科学的最佳体现，”克莱因菲尔德说，“你提出一个问题，它会引导你走向别处；你解决那个问题，再回到原始问题。”
【全文结束】
