Mişel Franklin, Kaliforniya Universiteti – San Dieqo

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriEksperimental peristaltika və modelləşdirmə məlumatları arasında müqayisə. (Sol) Dairələr bütöv bağırsaqda qeydə alınan salınımlar dövrüdür, boz pilləkən isə modeldən əldə edilir. (Sağda) Salınmaların üç zaman kursunun quruluşu. Kredit: Kaliforniya Universiteti – San Dieqo

Təbiətdə sinxronizasiya boldur: atəşböcəklərinin yanıb-sönən işıqlarından tutmuş okeanda qıvrılan balıqların hərəkətinə qədər, bioloji sistemlər çox vaxt bir-biri ilə ritmik hərəkətdədir. Bu sinxronizasiyanın necə baş verdiyinin mexanikası mürəkkəbdir.

Məsələn, beynin damar sistemində qan damarları salınır, lazım olduqda genişlənir və daralır. Sinir fəaliyyəti olduqda , arteriollar qan axını, oksigen və qida maddələrini artırmaq üçün genişlənir. Bu salınımlar öz-özünə davam edir, lakin arteriollar da bir-biri ilə uyğunlaşır. Bunun necə baş verdiyi yaxşı başa düşülmür.

Cavab tapmaq üçün San Dieqo Kaliforniya Universitetinin tədqiqatçıları bədənin başqa bir hissəsinə baxdılar: bağırsaq. Burada onlar müəyyən etdilər ki, oxşar tezliklərdə işləyən osilatorlar ardıcıl olaraq bir-birinə bağlanaraq pilləkən effekti yaradır. Onların işi Physical Review Letters- də görünür .

Sinxronlaşdırılmış biologiya

Elmi ictimaiyyətdə məlumdur ki, əgər sizdə arteriol kimi öz-özünə davamlı salınım varsa və siz oxşar, lakin eyni olmayan tezlikdə xarici stimul əlavə etsəniz, ikisini kilidləyə bilərsiniz, yəni osilatorun tezliyini xarici stimulun tezliyinə keçirə bilərsiniz. Əslində, göstərilmişdir ki, iki saatı birləşdirsəniz, onlar sonda öz işarələrini sinxronlaşdıracaqlar.

Fizika və neyrobiologiya üzrə görkəmli professor David Kleinfeld aşkar etdi ki, əgər o, bir neyrona xarici stimul tətbiq etsə, bütün damar sistemi eyni tezlikdə kilidlənəcək. Bununla belə, o, iki müxtəlif tezlikdə iki neyron dəstini stimullaşdırsa, gözlənilməz bir şey baş verdi: bəzi arteriollar bir tezlikdə, digərləri başqa bir tezlikdə kilidlənərək pilləkən effekti yaradacaqlar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761905164&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-chorus-synchronized-frequencies-digest-food.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761905164593&bpp=1&bdt=174&idt=118&shv=r20251029&mjsv=m202510290101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761905079%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761905079%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761905079%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2927804566299&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2032&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095509%2C31095510%2C31095512%2C31095515%2C31095559%2C95376112%2C31095556%2C95344788&oid=2&pvsid=1571094029703443&tmod=1941919895&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=179

İzahat axtaran Kleinfeld həmkarı, canlı sistemlərin fizikasını anlamaqda ixtisaslaşan fizika professoru Massimo Verqassolanın köməyinə müraciət etdi və sonra Ecole Normale Supérieure aspirantı Mari Sellier-Prono və Massimo Complex İnstitutunun Senior Elmi işçisini işə götürdü. Tədqiqatçılar birlikdə, bağırsaq bükülməsi ilə birləşdirilmiş osilatorların klassik modelindən istifadə edə biləcəklərini tapdılar.Kredit: Kaliforniya Universiteti – San Dieqo

Bağırsaq, həzm sistemindəki əzələlərin büzülməsi və rahatlaması – peristaltika səbəbindən təbii olaraq salınır və beyindəki mürəkkəb qan damarları şəbəkəsi üzərində sadələşdirilmiş bir model təqdim etdi. Bağırsaq bir istiqamətlidir, yəni tezliklər yuxarıdan aşağıya bir qradiyentdə bir istiqamətə dəyişir. Bu, qidanın nazik bağırsağın əvvəlindən yoğun bağırsağın sonuna qədər bir istiqamətdə hərəkət etməsinə imkan verir.

“Birləşdirilmiş osilatorlar bir-biri ilə danışır və bağırsağın hər bir hissəsi onun yaxınlığındakı digər hissələrlə danışan bir osilatordur” dedi Vergassola. “Normal olaraq, birləşdirilmiş osilatorlar homogen şəraitdə öyrənilir, yəni bütün osilatorlar az və ya çox oxşar tezliklərdədir. Bizim vəziyyətimizdə osillyatorlar bağırsaq və beyində olduğu kimi daha müxtəlif idi.”

Bağırsaqdakı birləşmiş osilatorları tədqiq edərkən, keçmiş tədqiqatçılar həqiqətən də oxşar tezliklərin ətrafındakılara kilidləndiyi və qidanın həzm traktından ritmik hərəkətinə imkan verən bir pilləkən effektinin olduğunu müşahidə etdilər. Lakin qalxmaların və ya qırılmaların hündürlüyü, pilləkənlərin uzunluğu və ya tezlikləri və pilləkən fenomeninin baş verdiyi şərtlər – bioloji sistemlərin əsas xüsusiyyətləri – indiyə qədər müəyyən edilməmiş bir şey idi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Bu yeni riyazi həll eyni zamanda iki uzun müddətdir davam edən bioloji suala cavab verir: qida həzm traktından necə hərəkət edir və necə xırdalanır. Komanda ümid edir ki, bu iş mədə-bağırsaq hərəkətliliyi pozğunluqları kimi tanınan peristaltika ilə əlaqəli həzm sağlamlıq problemləri ilə bağlı gələcək tədqiqatları dəstəkləyəcək .

“Riyaziyyat indiyə qədər təxmini şəkildə həll edilmişdi, lakin sizə bu fasilələri və fasilələrdə baş verənləri verəcək şəkildə deyil. Bu, kritik bir kəşfdir” dedi Kleinfeld.

İndi onlar bağırsaqdakı salınımlar məsələsini həll etdikdən sonra beynin mürəkkəb damar sistemini öyrənməyə qayıdırlar. Bağırsaq bir istiqamətlidirsə, beyindəki damarların yüzlərlə istiqaməti var. Hər ikisinin pilləkənləri olsa da, bağırsaqda olan pilləkən birdən-birə bir səviyyədən digərinə keçir. Beyindəki pilləkənlər eyni anda müxtəlif uzunluqlarda müxtəlif yollarla gedir.

” Beyin bağırsaqdan sonsuz dərəcədə daha mürəkkəbdir, lakin bu, ən yaxşı halda elmdir” dedi Kleinfeld. “Bir sual verirsən, o, səni başqa yerə aparır, o problemi həll edirsən, sonra orijinal sualına qayıdırsan.”

Ətraflı məlumat: Marie Sellier-Prono və digərləri, Qeyri-homogen salınan mühitlərdə qüsurlar, parselasiya və yenidən normallaşdırılmış mənfi diffuzivliklər, fiziki baxış məktubları (2025). DOI: 10.1103/8njd-qd14 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2502.09264

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Kaliforniya Universiteti – San Dieqo tərəfindən təmin edilmişdir