心脏的神经系统复杂到,它甚至有自己的“大脑”
BALI @ 2024.12.27 , 07:03 上午在我们诞生之前,心脏的组织就已在跳动。那种节奏从未停止,直到生命尽头。
表面看来,这似乎是一种机械的功能,然而每一次跳动都精密如乐音,在深藏于心脏外层的神经网络指挥下,或轻柔或强劲地演奏。
这个网络被称为“心内神经系统”。人们曾以为它只是大脑和脊髓传递信息的中转站。
瑞典卡罗林斯卡学院与美国哥伦比亚大学的科学家却揭示了新奥秘。他们发现包裹斑马鱼心脏的神经元复杂性远超预期,挑战了关于心脏跳动机制的传统理论。
卡罗林斯卡学院神经科学家Konstantinos Ampatzis表示:“这个‘小脑’在维持和控制心跳中起着关键作用,就像大脑调节呼吸和行走等节律性功能。”
在历史上,人们一直认为心脏的活动是自我驱动的,仿佛生命本质的体现。
18世纪,德国解剖学家Albrecht von Haller提出心脏拥有“内在敏感性”,由进入的血液激发。19世纪,科学家发现青蛙和人类心脏中存在神经节,负责控制心肌收缩的节奏。
从那时起,科学家们展开了对心脏跳动机制的持续探索,并争论中枢神经系统对心脏的影响程度。
如今,科学界认为大脑通过交感神经(战斗或逃跑反应)与副交感神经(休息与消化反应)两大分支控制心脏功能。神经路径将心肌纤维与外围神经节连接,再通过中枢神经系统调节心跳,以应对化学与压力刺激。
尽管科学家们对心脏已研究了数百年,心脏神经系统的复杂性仍出人意料。
Ampatzis团队结合免疫标记技术、单细胞RNA测序与神经电特性分析,绘制了斑马鱼心脏神经系统的详细图谱。他们发现多样化的细胞类型,其中包括类似中枢神经系统“节律发生器”的神经元,控制咀嚼、行走等基本行为。
尽管人类与斑马鱼分隔了数亿年的进化历程,双方的心血管系统却惊人相似,表明大多数脊椎动物可能共享这些神经路径。
这表明,脊椎动物的心脏不仅有启动心跳的起搏器,还存在一个类似“中间管理者”的神经系统,接收中枢神经指令后决定心脏如何响应。
Ampatzis说:“我们惊讶于心脏神经系统的复杂性。更深入的理解可能带来心脏疾病新疗法,比如心律失常的治疗。”
这一发现并未明确划分心脏与大脑的界限,反而提出了更多问题。例如疾病、饮食与活动如何影响心脑联系。未来研究可能揭示新疗法,让这颗跳动的生命之钟延续更多岁月。
本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。
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