МРТ показала неожиданный эффект зевоты для мозга

Зевота — это не просто глубокий вдох, сигнализирующий об усталости или скуке, а процесс, который перестраивает отток жидкостей из мозга, показала МРТ. Выяснилось также, что каждый из нас зевает немного по-своему.

Зевают большинство позвоночных животных, однако точное назначение этого поведения до сих пор остается загадкой. Среди объясняющих его теорий есть предположения, что оно увеличивает поступление кислорода в легкие, помогает регулировать температуру тела, улучшает циркуляцию жидкостей вокруг мозга и влияет на уровень гормона кортизола.

«Зевают крокодилы, зевали, наверное, и динозавры. Это невероятно эволюционно консервативное поведение, почему же оно до сих пор с нами?» — задается закономерным вопросом биомедицинский инженер Адам Мартинац из Neuroscience Research Australia.

Для участия в экспериментах привлекли 22 здоровых добровольцев, поровну мужчин и женщин. Под наблюдением МРТ они выполняли четыре разных дыхательных действия: обычное дыхание, зевание, попытку подавить зевок и форсированный глубокий вдох.

Результаты удивили самих исследователей

Результаты исследования опубликованы препринтом на bioRxiv — и они авторов, по их собственному признанию, ошеломили. Исследователи ожидали, что и зевание, и форсированный глубокий вдох будут стимулировать вывод спинномозговой жидкости из черепной коробки.

«Но зевание вызывало движение ликвора в направлении, противоположном тому, что наблюдается при глубоком вдохе, — говорит Мартинац. — И мы просто сидели и думали: „Ого, этого мы точно не ожидали“».

Зевота делает потоки ликвора и венозной крови сильно скоординированными по направлению, и они движутся от мозга к позвоночному столбу. Это указывает на особую перестройку нейрогидродинамики по сравнению с глубоким дыханием, при котором потоки ликвора и венозной крови обычно движутся в противоположных направлениях: венозная кровь вытекает от мозга, а ликвор приливает к нему.

Точный механизм, благодаря которому ликвор выводится из мозга во время зевка, все еще не ясен, как и объем перемещаемой жидкости — по оценкам Мартинаца, это всего несколько миллилитров за один зевок. Он надеется количественно оценить этот объем на следующем этапе исследований.

«Мы полагаем, что, возможно, мышцы шеи, языка и горла координируют свои действия, чтобы вытянуть эту жидкость», — допускает он.

Еще одно открытие: во время зевания приток крови по сонной артерии возрастает более чем на треть по сравнению с глубоким дыханием. Вероятно, это связано с тем, что зевание заставляет и ликвор, и венозную кровь покидать череп, освобождая пространство для дополнительного притока артериальной крови.

Кроме того, у каждого добровольца наблюдалась уникальная манера движения языка при зевании. «Каждый человек, похоже, обладает своей индивидуальной манерой зевания», — отмечает Мартинац.

Следующая загадка, которую намерены раскрыть ученые, — какую пользу организму приносит это перемещение ликвора.

«Возможно, это терморегуляция, возможно, очистка от продуктов метаболизма, а может, и ни то, ни другое, — рассуждает Мартинац. — Вероятно, можно выжить и без зевоты, но, возможно, существует шесть, семь или восемь разных, очень небольших эффектов, которые в совокупности помогают нам регулировать выведение отходов, терморегуляцию и даже эмоциональную групповую динамику, связанную с зевотой».

Многое осталось неясным

Осталась загадкой и заразность зевоты — хотя эта ее особенность использовалась в экспериментах: лежащим в МРТ участникам показывали видеозаписи зевающих людей, чтобы спровоцировать у них зевоту.

Авторы исследования сделали важнейшие открытия, некоторые из которых недооценили, считает профессор Эндрю Гэллап из Университета Джонса Хопкинса.

«То, что кровоток во внутренней сонной артерии увеличился на 34% во время зевоты, — это действительно важное открытие, которое, похоже, осталось незамеченным или, по крайней мере, недооцененным в текущей версии статьи», — уточняет он.

Кроме того, изучалась заразная зевота, а не спонтанная, эффект от которой может быть еще больше.

«Есть основания полагать, что спонтанная зевота вызывает еще бо́льшие изменения в движении ликвора и крови, чем описано здесь, — утверждает он. — Судя по видеозаписям, спровоцированные зевки были довольно короткими по сравнению со средней продолжительностью спонтанной зевоты у человека, которая составляет около шести секунд».

Физиолог Йосси Ратнер из Мельбурнского университета согласен, что авторы преуменьшили значение некоторых своих выводов, но категорически против доводов в пользу терморегуляции. По его мнению, зевота влияет на концентрацию аденозина, связанного с регуляцией циклов сна и бодрствования.

«Зевота может запускать движение жидкостей в стволе мозга, которое „смывает“ аденозин, временно снижая сонливость и повышая бдительность. Это не прямой вывод исследования, но возможное следствие из полученных данных», — пояснил Ратнер.