نهنگ‌ها و رازی که در مغز آن‌ها نهفته است

پستانداران دریایی به زندگی در زیر آب عادت دارند و با این شرایط سازگار هستند. یکی از چالش برانگیزترین جنبه‌های محیط زیر آب، فشار شدیدی است که حیوانات در افزایش عمق تجربه می‌کنند. این وضعیت نیاز به محافظت از مغز حیوانات در برابر جریان خون ضربان دار(چیزی که همه پستانداران تجربه می‌کنند) را افزایش می‌دهد.

به تازگی نتایج یک مطالعه جدید توسط دانشگاه بریتیش کلمبیا نشان داده که وجود عروق خونی خاصی در مغز نهنگ‌ها ممکن است از این نبض‌های ناشی از شنا محافظت کنند.

فرضیه‌های متعددی در مورد عملکرد مجموعه‌ای از شریان‌ها و سیاهرگ‌ها به نام "رتیا میرابیلیا"(retia mirabilia) یا "شبکه شگفت‌انگیز"(wonderful net) وجود دارد. "رتیا میرابیلیا"(retia mirabilia) یا "شبکه شگفت‌انگیز"(wonderful net) شبکه‌های عروق خونی هستند که مغز و ستون فقرات نهنگ را احاطه کرده‌اند. با این حال، جانورشناسان دانشگاه بریتیش کلمبیا اکنون فکر می‌کنند که پاسخ این معما را یافته‌اند و مدل سازی کامپیوتری آنها نیز ادعای آنها را تایید می‌کند.

پستانداران ساکن خشکی مانند اسب هنگام تاختن، نبض را در خون خود تجربه می‌کنند و فشار خون داخل بدن با هر قدم افزایش و کاهش می‌یابد. در یک مطالعه جدید، دکتر "مارگو لیلی" (Margo Lillie) نویسنده ارشد این مطالعه و گروهش دریافتند نهنگ‌هایی که حرکات پشتی-شکمی(dorso-ventral) را انجام می‌دهند نیز همین پدیده را تجربه می‌کنند و به همین دلیل ممکن است محققان کشف کرده باشند که چه چیزی از آسیب مغزی نهنگ‌ها در طولانی مدت جلوگیری می‌کند.

دکتر لیلی از دانشکده جانورشناسی دانشگاه بریتیش کلمبیا گفت: در همه پستانداران، فشار خون متوسط ​​در شریان‌ها یا خونی که از قلب خارج می‌شود بیشتر از سیاهرگ‌ها است. این اختلاف فشار، جریان خون را در بدن از جمله مغز، هدایت می‌کند. با این حال، جنب و جوش  می‌تواند به زور خون را حرکت دهد و باعث افزایش فشار یا نبض در مغز شود. تفاوت فشار بین رگ‌های خونی ورودی و خروجی از مغز برای این نبض‌ها می‌تواند باعث آسیب شود.

وی ادامه داد: آسیب‌های طولانی مدت از این نوع می‌تواند به زوال عقل در انسان منجر شود. اما در حالی که اسب‌ها با دم و بازدم با نبض‌ها برخورد می‌کنند، نهنگ‌ها هنگام غواصی و شنا نفس خود را حبس می‌کنند بنابراین اگر آب‌بازسانان(cetaceans) نمی‌توانند از سیستم تنفسی خود برای تعدیل پالس‌های فشار استفاده کنند، باید راه دیگری برای مقابله با این مشکل پیدا کرده باشند.

آب‌بازسانان یا آب‌بازان راسته‌ای از پستانداران هستند که شامل نهنگ‌ها، دلفین‌ها و گرازماهیان می‌شود. آب‌بازسانان پستاندارانی دریایی هستند که با شرایط زیست در آب سازگار شده‌اند. بدن آن‌ها دوکی‌شکل است و دست‌های آن‌ها به صورت باله درآمده‌ است. باله‌های کوچک پشتی آن‌ها اندامی تحلیل‌رفته هستند و در طول فرگشت ساختار و کاربرد آنها ساده‌تر شده‌ است. این باله‌های پشتی به ستون فقرات نچسبیده‌اند و در درون بدن پنهان هستند.

دانشمندان خاطرنشان کردند: "رتیا میرابیلیا" یا "شبکه شگفت‌انگیز" از مکانیسم انتقال نبض استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که در طول حرکت تفاوتی در فشار خون در مغز آب‌بازسانان وجود ندارد. شبکه شگفت‌انگیز اساسا به جای تضعیف نبض‌هایی که در خون اتفاق می‌افتد، نبض خون شریانی را که وارد مغز می‌شود به خون سیاهرگ در حال خروج، منتقل می‌کند و همان دامنه یا قدرت نبض را حفظ می‌کند و بنابراین از هر گونه اختلاف فشار در خون مغز جلوگیری می‌کند.

فرکانس دم نهنگ(Fluking frequency) نیز یکی از فاکتورهای بیومکانیکی بود که دانشمندان از ۱۱ گونه مختلف آب‌بازسانان به دست آوردند و وارد مدل کامپیوتری کردند.

دکتر "رابرت شادویک"(Robert Shadwick) یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه و استاد بازنشسته بخش جانورشناسی داشگاه بریتیش کلمبیا گفت: فرضیه ما مبنی بر اینکه شنا، پالس‌های فشار داخلی ایجاد می‌کند، جدید است و مدل ما از پیش‌بینی ما مبنی بر اینکه پالس‌های فشار تولید شده توسط حرکت را می‌توان با مکانیزم انتقال پالس همگام کرد زیرا آنها ضربان‌پذیری(pulsatility) جریان حاصل را تا ۹۷ درصد کاهش می‌دهد، پشتیبانی می‌کند.