해양 포유류는 수중 생활에 매우 적합합니다. 이 환경의 가장 어려운 측면 중 하나는 수심이 깊어질수록 동물이 겪는 극심한 압력입니다. 이 상태는 모든 포유류가 경험하는 박동성 혈류로부터 뇌를 보호해야 할 필요성을 증가시킵니다.
의 새로운 연구 브리티시 컬럼비아 대학교 고래 뇌의 특별한 혈관이 수영으로 인한 맥박으로부터 고래를 보호할 수 있다고 제안합니다.
"retia mirabilia" 또는 "경이로운 그물", 즉 동맥을 둘러싸고 있는 동맥 네트워크의 정확한 기능에 대한 수많은 가설이 있습니다. 뇌 그리고 고래의 척추. 그러나 UBC 동물학자들은 이제 답이 있다고 생각하고 컴퓨터 모델링이 그들의 주장을 뒷받침합니다.
말과 같은 육상 포유류는 질주할 때 혈액에서 "맥박"을 경험합니다. 여기서 몸 안의 혈압은 보폭마다 오르락내리락합니다. 새로운 연구에서 주요 저자인 Dr. Margo Lillie와 그녀의 팀은 배-배쪽 움직임으로 헤엄치는 고래도 같은 현상을 경험한다는 첫 번째 제안을 제공합니다. 그리고 그들은 고래가 장기적인 뇌 손상을 피하는 이유를 발견했을 수도 있습니다.
UBC 동물학과 명예 연구원인 Dr. Lillie는 다음과 같이 말했습니다. “모든 포유류에서 평균 혈압은 동맥 또는 정맥보다 심장에서 나가는 혈액에서 더 높습니다. 이 압력 차이는 뇌를 포함하여 신체의 혈류를 유도합니다. 그러나 운동은 혈액을 강제로 움직여 뇌에 압력 스파이크 또는 '맥박'을 일으킬 수 있습니다. 이러한 맥박을 위해 뇌로 들어가는 혈액과 뇌에서 나가는 혈액 사이의 압력 차이가 손상을 일으킬 수 있습니다.”
"이런 종류의 장기적인 손상은 백치 인간에서. 그러나 말이 숨을 들이쉬고 내쉬면서 맥박을 처리하는 반면, 고래는 다이빙과 수영을 할 때 숨을 참습니다. 따라서 고래류가 호흡계를 사용하여 압력 맥박을 조절할 수 없다면 문제를 해결할 다른 방법을 찾았을 것입니다.”
과학자들은 다음과 같이 말했습니다. “망막은 '맥박 전달' 메커니즘을 사용하여 이동하는 동안 고래류의 뇌에서 평균적인 차이 외에 혈압의 차이가 없도록 합니다. 본질적으로, 망막은 혈액에서 발생하는 맥박을 감쇠시키는 것이 아니라 뇌로 들어가는 동맥혈의 맥박을 나가는 정맥혈로 전달하여 맥박의 '진폭'이나 강도를 동일하게 유지하여 압력의 차이를 피합니다. 뇌 그 자체.”
Fluking 빈도는 과학자들이 11종의 고래류로부터 얻어 컴퓨터 모델에 입력한 생체역학적 요인 중 하나였습니다.
UBC 동물학과 명예교수인 선임 저자인 Dr. Robert Shadwick은 다음과 같이 말했습니다. "수영이 내부 압력 펄스를 생성한다는 우리의 가설은 새로운 것이며, 우리 모델은 운동으로 생성된 압력 펄스가 결과 흐름의 맥동성을 최대 97%까지 줄이는 펄스 전달 메커니즘에 의해 동기화될 수 있다는 우리의 예측을 뒷받침합니다."
“이 모델은 인간을 포함하여 다른 동물과 그들이 움직일 때 혈압이 어떻게 변화하는지에 대해 질문하는 데 사용될 수 있습니다. 이 가설은 수영하는 고래류의 뇌에서 혈압과 혈류를 측정하여 직접 테스트해야 하지만 현재로서는 살아있는 고래에 탐침을 넣어야 하기 때문에 윤리적으로나 기술적으로는 불가능합니다.”
“흥미롭긴 하지만 본질적으로 접근할 수 없습니다. 그들은 아마도 지구상에서 가장 큰 동물이며 그들이 어떻게 생존하고 생활하며 하는 일을 이해하는지 이해하는 것은 기초 생물학의 매혹적인 부분입니다.”
공동 저자인 Dr. Wayne Vogl, UBC 세포 및 생리학 교수 말했다, “흉부가 심해 수압에 어떻게 반응하고 폐가 혈관압에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것은 중요한 다음 단계가 될 것입니다. 물론 직접적인 혈압 측정과 뇌의 흐름은 매우 중요하지만 현재로서는 기술적으로 불가능합니다.”
저널 참조 :
- MA Lillie, AW Vogl, et al. Retia mirabilia: 운동 생성 혈압 펄스로부터 고래류의 뇌를 보호합니다. 과학. DOI : 10.1126/science.abn3315
