Der „Website-Traffic“ der roten Blutkörperchen trägt zu den Anpassungen im Hinblick auf die Sauerstoffversorgung bei

Der „Verkehr“ der roten Blutkörperchen trägt zu Veränderungen der Sauerstoffversorgung des Gehirns bei

Eine ausreichende Durchblutung versorgt den Geist mit Sauerstoff und auch mit Nährstoffen, doch die Sauerstoffversorgung neigt dazu, auf einzigartige, regelmäßige Weise zu variieren. Der Ursprung dieser vielfältigen Aufgabe wird jedoch falsch verstanden.

Nun haben die Wissenschaftler von Penn State tatsächlich einen Grund für die Veränderungen festgestellt: die fundamentale Zufälligkeit des Umlaufpreises von roten Blutkörperchen über kleine Kapillaren, die Venen genannt werden. Laut den Wissenschaftlern könnte diese Zufälligkeit möglicherweise Auswirkungen auf die Erkennung der organischen Akkumulationssysteme haben, die neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit zugrunde liegen. Sie veröffentlichten ihre Suche nach in released PLoS Biology registrierung.

„Diese Schwankungen der Sauerstoffversorgung treten auch in anderen Geweben wie Muskeln auf“, sagte Patrick Drew, Huck Distinguished Associate Professor of Engineering Science und auch Mechanik, Neurochirurgie und auch Biomedizinische Technik. „Die Frage, die wir hatten, war: Werden diese Schwankungen durch neuronale Aktivität oder etwas anderes verursacht? ?"

Die Veränderungen sehen aus wie ein 1/f-ähnlicher Klang, ein analytisches Muster, das große Veränderungen aufdeckt, die aus mehreren kleinen Veränderungen bestehen und normalerweise auch in einer Auswahl von Empfindungen auftreten, von Börsenkursen bis hin zu Flusshöhen. Die Wissenschaftler untersuchten die Veränderungen bei Computermäusen aufgrund der Ähnlichkeit ihres Geistes mit denen von Menschen, so Drew, der ebenfalls als stellvertretender Leiter des Penn State Neuroscience Institute arbeitet.

Zuerst beobachteten die Wissenschaftler die Blutzirkulation, die Sauerstoffversorgung und auch die elektrischen Signale, die durch Gedankenaufgaben erzeugt wurden – das allererste Mal, dass die letzten 2 tatsächlich gleichzeitig verfolgt wurden, so Drew – in wachen Computermäusen. Sie sammelten die Informationen, während Computermäuse jedes Mal bis zu 40 Minuten lang auf einem runden Laufband getragen wurden.

Als nächstes, um die Beziehung zwischen Gehirnaufgaben und Veränderungen der Sauerstoffversorgung zu überprüfen, verwendeten die Wissenschaftler medizinische Substanzen, um neuronale Signale in den Köpfen der Computermäuse vorübergehend und reversibel zum Schweigen zu bringen. Trotz der Stilllegung gingen die Veränderungen weiter und zeigten wenig Zusammenhang zwischen neuraler Aufgabe und Sauerstoffversorgung.

Der Fluss der roten Blutkörperchen informierte jedoch über eine andere Geschichte. Mit der Zwei-Photonen-Laserscanning-Mikroskopie, einer bildgebenden Methode, mit der sich Zellen tief im Inneren lebender Zellen vorstellen können, könnten sich die Wissenschaftler den Fluss bestimmter roter Blutkörperchen durch Venen vorstellen.

„Es ist wie Verkehr“, sagte Drew. „Manchmal fahren viele Autos vorbei, und der Verkehr ist verstopft, und manchmal nicht. Und rote Blutkörperchen gehen in beide Richtungen, wenn sie sich einer Kreuzung nähern, sodass dieser zufällige Fluss zu Engpässen und Blockaden im Gefäß führen kann.“

Der Import spekulativer Informationen direkt in eine analytische Version ermöglichte es den Wissenschaftlern, noch mehr Simulationen durchzuführen und auch auf der Grundlage der enormen Informationsmengen, die von der Version erzeugt wurden, Schlüsse zu ziehen. Die Wissenschaftler entdeckten, dass diese willkürlichen Erythrozytenstillstände zu den Veränderungen der Sauerstoffversorgung beitrugen, zusätzlich eine Verbindung zwischen der Zirkulation der roten Blutkörperchen über die Venen und auch die kleinen Anpassungen der Sauerstoffversorgung aufrechterhielten, die zu größeren Modeerscheinungen führten.

Eine bessere Anerkennung des Gesetzes der Blutzirkulation und des erfolgreichen Transports von Sauerstoff kann Wissenschaftlern helfen, die klinische Innovation zu fördern und auch Ursachen für Erkrankungen wie Alzheimer zu untersuchen, so Drew Eine Studie ist erforderlich, um zusätzliche Faktoren zu den Veränderungen der Sauerstoffversorgung zu untersuchen, die zu neurodegenerativen Erkrankungen beitragen könnten.

Kyle Gheres, ein College-Student im intercollege Graduate Program in Molecular Cellular and Integrative Biosciences, hat ebenfalls zu diesem Beitrag beigetragen. Qingguang Zhang, stellvertretender Forschungslehrer für wissenschaftliche Designforschung und auch Techniker, war der erste Autor des Papiers. Dieser Job wurde von den National Institutes of Health unterstützt.