Почему мозг гепарда, мчащегося на спринте, никогда не «зависает»

Спринт гепарда выглядит как чистый хаос, но его мозг работает спокойно, как сервер при низкой нагрузке. За этим кажущимся риском стоит тщательно выстроенный комплекс из костей, мышц и кровотока, который сохраняет нервную ткань в стабильном состоянии, пока остальное тело стремительно несется в пространстве.

Череп выполняет роль встроенного амортизатора. Увеличенные лобные пазухи, утолщенные кости вокруг черепной коробки и гибкий шейный отдел позвоночника гасят удары от соприкосновения с землей, прежде чем они достигнут хрупкой нервной ткани; это похоже на виброизоляторы вокруг жесткого диска, только здесь «аппаратное обеспечение» — это нейроны и глиальные клетки. Полужесткий позвоночник и длинный хвост распределяют инерционные нагрузки по всему корпусу, уменьшая пиковое ускорение в области головы. Такая опорно‑двигательная конструкция ограничивает линейные и вращательные толчки, которые могли бы нарушить синаптическую передачу или вызвать микротравмы.

Не менее важно и то, как гепард снабжает мозг. Во время бега частота сердечных сокращений и ударный объем крови резко возрастают, но кровоснабжение мозга стабилизируется за счет жестко регулируемой ауторегуляции мозгового кровотока и эластичных сонных артерий. Высокое максимальное поглощение кислорода и густая сеть капилляров обеспечивают надежную доставку кислорода, а учащенное дыхание через рот (частое «пыхтение») не связано жестко с фазами шага, поэтому вентиляция легких сохраняет нужный темп, не расшатывая голову. Ритмы дыхания и движения тела входят в устойчивый резонансный режим, превращая то, что выглядит как яростный спринт, в изящно решенную эволюцией задачу системной инженерии.

loading...