Sieci naczyń krwionośnych dostosowują się do czynników zewnętrznych i tworzą coś w rodzaju pamięci. To kluczowy wniosek płynący z badań uczonych z Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization w Getyndze i Uniwersytetu Technicznego w Monachium. Jak w życiu – rzadko używane połączenia słabną aż w końcu zanikają.
Czytaj też:Uważaj z rozciąganiem szyi. Ten mężczyzna z tego powodu dostał udaru i był bliski śmierci
Karen Alim, główna autorka badania, mówi:
Odkryliśmy, że siła połączenia w sieci zależy od lokalnego przepływu. Oznacza to, że połączenia o niskim przepływie poniżej pewnego progu będą coraz bardziej się rozpadać, aż w końcu znikną.
Naczynia krwionośne i ich sieć
Układ naczyniowy zapewnia stały przepływ składników odżywczych, hormonów i innych elementów w naszym ciele. Komal Bhattacharyya, David Zwicker i Karen Alim zbadali, w jaki sposób taka sieć jest w stanie dostosować się i zmienić w czasie. Wykorzystując symulacje komputerowe, zamodelowali sieć i zidentyfikowali reguły adaptacyjne dla jej połączeń.
Ponieważ ilość materiału biologicznego do budowy naczyń krwionośnych jest ograniczona i powinna być wykorzystana w sposób efektywny, mechanizm ten oferuje idealny sposób usprawnienia układu naczyniowego.
Co ciekawe, gdy połączenie stanie się bardzo słabe z powodu niskiego przepływu, bardzo trudno jest je odzyskać. Częstym przykładem jest zablokowanie drożności naczynia krwionośnego, które w ekstremalnym przypadku może doprowadzić nawet do udaru mózgu.
Komal Bhattacharyya mówi:
Stwierdziliśmy, że w takim przypadku adaptacje w sieci są trwałe i utrzymują się po usunięciu przeszkody. Można powiedzieć, że sieć woli przekierować przepływ przez istniejące silniejsze połączenia, zamiast ponownie wyhodować słabsze połączenia – nawet jeśli przepływ wymagałby czegoś przeciwnego.
Dzięki zrozumieniu procesów odpowiadających za pamięci sieci, naukowcy mogą wyjaśnić, że przepływ krwi stale się zmienia, nawet po udanym usunięciu skrzepu. Tę zdolność sieci do zapamiętywania można znaleźć również w innych układach biologicznych, np. pleśń Physarum polycephalum wykorzystuje swoją sieć adaptacyjną do nawigacji w środowisku w oparciu o bodźce pochodzące z pożywienia.
Szczegóły badań opisano w czasopiśmie Physical Review Letters.