בהשוואה למחשבים, המוח יכול לבצע חישובים עם אספקת אנרגיה נטו נמוכה מאוד. אולם ההבנה שלנו סביב האופן שבו המוח הביולוגי מנהל אנרגיה עדיין לא שלמה. עם זאת, מה שידוע הוא שמחזורי ההתרחבות וההתכווצות של כלי הדם, או תנועת כלי הדם, מתרחשים באופן ספונטני במוח, תהליך שככל הנראה תורם לשיפור זרימת חומרי הזנה אנרגטיים ולפינוי חומרים בזבזניים.
כעת, חוקרים מאוניברסיטת טוהוקו פיתחו שיטה שצופה בקלות ומנטרת את הדינמיקה של כלי הדם במוח העכבר. זה יכול להיעשות או דרך הגולגולת שלמה של עכבר, או עמוק לתוך המוח באמצעות סיב אופטי מושתל.
הממצאים פורטו בכתב העת, eLife, ב-17 באפריל 2024.
מכיוון שדווח כי גירויים תחושתיים יכולים לגרום להרחבת כלי דם או להיפרמיה, חוקרים ביקשו לגרום לתנועת כלי דם באמצעות הצגת עכברים עם גירויים חזותיים. מה שהם גילו היה כאשר הראו לעכבר תבנית פסים נעה אופקית ששינתה כיוון כל 2 עד 3 שניות, היא גרמה לתגובה בכלי הדם של העכבר שתואמת את מהירות התבנית.
לעכברים הוצגו מפגשי אימון חזותיים של 15 דקות עם תקופות מנוחה של שעה למשך 4 פעמים ביום. עם אימון מרווח שכזה, המשרעת של כלי הדם המסונכרנים גדלה בהדרגה. מעניין לציין כי תנועת כלי הדם המושרה חזותית לא הייתה מוגבלת לאזור של קליפת המוח האחראי על עיבוד מידע חזותי. במילים אחרות, תנועת כלי דם מסונכרנת התפשטה בכל המוח.
"ניתן להכניס תנועת כלי דם מסונכרנת עם גירויים חזותיים המתנודדים לאט", אומר פרופסור קו מטסוי מהמעבדה לפיזיולוגיה של המוח ברשת העל באוניברסיטת טוהוקו, שהוביל את המחקר. "שיפור כזה של מנגנוני מחזור הדם עשוי להועיל ליכולת עיבוד המידע של המוח."
אמנם זה זמן רב ידוע ששינויים בקשרי נוירונים תומכים בלמידה ובזיכרון, אבל הפלסטיות של כלי הדם לא תוארה בעבר. מטסואי ועמיתיו גילו שדפוס חזותי מסוים גורם לעיניים לנוע יותר, ושיפור זה בתנועת העיניים תלוי בשינויים במוח הקטן של המוח. החוקרים גם הבחינו שפעילות כלי הדם במוח הקטן הסתנכרנה עם למידה מוטורית אופטוקינטית זו.
חוקר המחקר הראשי, Daichi Sasaki, מאמין ש-vasomotion מסונכרן, המספק חמצן וגלוקוז ביעילות, יכול לשפר את יכולות הלמידה.
הצעד הבא שלנו הוא לחקור את היתרונות של סנכרון vasomotion. זה עשוי לסייע בפינוי פסולת כמו עמילואיד בטא, פוטנציאל לעכב או למנוע דמנציה. התאוששות משבץ יכולה גם להפיק תועלת מאספקת אנרגיה טובה יותר ופינוי פסולת. בנוסף, תנועת כלי דם מסונכרנת עשויה אפילו לשפר את האינטליגנציה מעבר ליכולות הטבעיות שלנו."
דאיצ'י סאסאקי, חוקר מחקר מוביל
