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“奇異網(wǎng)”幫助保護(hù)潛游于深海的鯨魚(yú)及海豚的大腦免受血壓脈沖的影響 (Credit: Wayne Vogl)
（神秘的地球uux.cn）據(jù)EurekAlert!：一項(xiàng)新的研究披露，一個(gè)被稱為迷網(wǎng)（也被譯作“奇異網(wǎng)”）的幫助保護(hù)涉及大量血管的網(wǎng)絡(luò)可幫助保護(hù)潛游于深海的鯨魚(yú)及海豚的腦免受血壓脈沖的影響，這些脈沖是潛游它們?cè)诤＠讼聺撚緯r(shí)產(chǎn)生的。這些發(fā)現(xiàn)揭示了鯨類動(dòng)物迷網(wǎng)的于深一種前所未知的功能，它們可解釋為什么迷網(wǎng)會(huì)在其它具有不同運(yùn)動(dòng)模式的鯨魚(yú)及海水棲脊椎動(dòng)物體內(nèi)闕如。
在5000多萬(wàn)年前，大腦的影現(xiàn)代鯨類動(dòng)物的免受脈沖陸地祖先放棄了它們囿于陸地的生活而重歸海洋。這一突破性的血壓響轉(zhuǎn)變要求陸生哺乳動(dòng)物的形態(tài)和生理發(fā)生劇烈改變，這樣才能在水下生活的奇異網(wǎng)獨(dú)特挑戰(zhàn)中得以存活。在這種水下環(huán)境中最具挑戰(zhàn)性的幫助保護(hù)一個(gè)方面是動(dòng)物能在深水中承受極端內(nèi)外部壓力的同時(shí)向腦部持續(xù)提供含氧血液。當(dāng)它們?cè)谏钏衅磷『粑鼤r(shí)，潛游推動(dòng)它們龐大身軀在水中穿行的于深強(qiáng)力尾部運(yùn)動(dòng)可通過(guò)引發(fā)動(dòng)靜脈中的血壓脈沖（即血壓隨著每次尾部擺動(dòng)而升降的脈動(dòng)性）而中斷這一供應(yīng)。然而，鯨魚(yú)及海人們對(duì)鯨類如何通過(guò)調(diào)試以保護(hù)其腦部免受因尾葉擺動(dòng)而脈動(dòng)性加劇從而引發(fā)潛在損害卻知之甚少。大腦的影
Margo Lillie和同事就迷網(wǎng)是免受脈沖否在這種能力中扮演某種角色進(jìn)行了探索。與許多陸生哺乳動(dòng)物相對(duì)簡(jiǎn)單的脈管系統(tǒng)不同，鯨類動(dòng)物的胸段、脊柱內(nèi)和顱區(qū)有大量的血管分布，其功能尚不清楚。Lillie等人根據(jù)11種鯨類動(dòng)物的形態(tài)學(xué)建立了迷網(wǎng)的血液動(dòng)力學(xué)模型；他們發(fā)現(xiàn)：迷網(wǎng)龐大的動(dòng)脈容量加上顱內(nèi)和椎管中狹小的血管外容量或可保護(hù)纖弱的腦血管系統(tǒng)免受血壓差異的影響。這種“脈沖-轉(zhuǎn)移”機(jī)制可在不減弱血壓脈沖本身的情況下確保腦中血壓保持平穩(wěn)。
Terrie Williams 在相關(guān)的《視角》中對(duì)這項(xiàng)研究進(jìn)行了更詳細(xì)的討論。
相關(guān)：一種神秘的血管網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)鯨的大腦不受損傷
（神秘的地球uux.cn）據(jù)藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)：在漫長(zhǎng)的演化歷史中，鯨類的祖先經(jīng)歷了一段登陸，此后再次返回海洋的歷程。5000多萬(wàn)年前，現(xiàn)代鯨類的祖先放棄了陸地生活，重返海洋。為此，它們需要迅速演化出全新的生理特征，以適應(yīng)海洋環(huán)境。
其中一項(xiàng)挑戰(zhàn)，是如何避免“血液脈沖”對(duì)腦部的傷害。我們知道，哺乳動(dòng)物動(dòng)脈的平均血壓高于靜脈，正是這樣的壓強(qiáng)差驅(qū)使體內(nèi)的血液流動(dòng)。但當(dāng)鯨類通過(guò)強(qiáng)有力的尾部擺動(dòng)推動(dòng)龐大的身軀游動(dòng)，血壓會(huì)隨著尾部的擺動(dòng)而起伏，也就是出現(xiàn)“血壓脈沖”。
這個(gè)過(guò)程應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入、離開(kāi)大腦的血液出現(xiàn)壓強(qiáng)差，進(jìn)而對(duì)大腦造成損傷。但觀察結(jié)果告訴我們，一定有某種未知的機(jī)制起到了保護(hù)作用，使得鯨類的大腦并未受到?jīng)_擊。
事實(shí)上，科學(xué)家已經(jīng)在陸生哺乳動(dòng)物（例如馬）身上觀察到類似的脈沖現(xiàn)象，并且解釋了原因。馬在奔跑時(shí)也會(huì)經(jīng)歷血壓脈沖，對(duì)此它們的應(yīng)對(duì)策略是，通過(guò)呼氣與吸氣來(lái)調(diào)節(jié)脈沖、避免損傷。
然而，鯨類在游動(dòng)時(shí)會(huì)屏住呼吸，因此這種保護(hù)機(jī)制并不適用于鯨類。
現(xiàn)在，一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)》雜志的最新研究為我們揭開(kāi)了這一神秘機(jī)制：一種由大量血管組成的網(wǎng)絡(luò)——迷網(wǎng)（retia mirabilia，也稱“奇異網(wǎng)”）保護(hù)了大腦，使得鯨類能在大洋中順利游動(dòng)。
來(lái)自不列顛哥倫比亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)探索了迷網(wǎng)在這個(gè)過(guò)程中的作用。與大量陸生哺乳動(dòng)物不同的是，鯨類的胸部、脊柱內(nèi)和顱區(qū)有大量的血管分布，但其功能尚不明確。
研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)11種鯨類的形態(tài)學(xué)，建立起迷網(wǎng)的血液動(dòng)力學(xué)模型。模型指出：迷網(wǎng)巨大的動(dòng)脈容量，以及顱內(nèi)、椎管內(nèi)較小的血管外容量，共同保護(hù)了大腦復(fù)雜的血管系統(tǒng)不受血壓差異的影響。正是這種“脈沖-轉(zhuǎn)移”機(jī)制，可以在不降低血壓脈沖的前提下，確保了腦部血壓的平穩(wěn)。
由此，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)鯨類的迷網(wǎng)具有一種前所未知的功能，這可能解釋了迷網(wǎng)為什么在其他水生脊椎動(dòng)物體內(nèi)缺失。
“我們的模擬支持了我們的猜想，即運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的血壓脈沖可以與脈沖-轉(zhuǎn)移機(jī)制同步，這一機(jī)制將鯨類血壓受到的影響降低了97%。”論文作者之一Robert Shadwick教授表示。而對(duì)于下一步的研究，另一位作者Wayne Vogl教授表示：“理解鯨類的胸部如何響應(yīng)深處的水壓，以及肺如何影響血壓將十分重要。”