Como os vasos sanguíneos se lembram de um acidente vascular cerebral
As redes se adaptam ao longo do tempo e assim formam uma espécie de memória. Esta é a principal descoberta de um novo estudo realizado por pesquisadores do Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização em Göttingen e da Universidade Técnica de Munique. Eles mostram que a estrutura da rede vascular sanguínea é dinâmica e pode se adaptar a fatores externos. Em particular, os cientistas descobriram que as conexões raramente usadas estão enfraquecendo cada vez mais até desaparecerem eventualmente.
O sistema vascular dentro do nosso corpo fornece um fluxo constante de nutrientes, hormônios e outros recursos, garantindo assim um transporte eficiente. Os pesquisadores Komal Bhattacharyya, David Zwicker e Karen Alim investigaram de que forma essa rede é capaz de se adaptar e mudar ao longo do tempo. Usando simulações de computador, eles modelaram a rede e identificaram regras de adaptação para suas conexões.
"Descobrimos que a força de uma conexão dentro de uma rede depende do fluxo local", explica Karen Alim, autora correspondente do estudo. "Isso significa que as ligações com um fluxo baixo abaixo de um certo limite decairão cada vez mais até que eventualmente desapareçam", continua ela. Como a quantidade de material biológico para construir o sistema vascular é limitada e deve ser utilizada de forma eficiente, esse mecanismo oferece uma forma elegante de agilizar o sistema vascular.
As mudanças na rede são persistentes
Uma vez que uma conexão se torna muito fraca devido a uma baixa vazão, é muito difícil recuperar essa conexão. Um exemplo comum para isso é o bloqueio de um vaso sanguíneo que, em um caso ruim, pode até levar a um derrame. Durante um acidente vascular cerebral, alguns vasos sanguíneos em uma determinada região do cérebro ficam muito fracos devido ao bloqueio do fluxo sanguíneo. "Descobrimos que, nesse caso, as adaptações na rede são permanentes e mantidas após a remoção do obstáculo. Pode-se dizer que a rede prefere redirecionar o fluxo por meio de conexões mais fortes existentes em vez de refazer conexões mais fracas - mesmo que o fluxo exigiria o oposto", explica Komal Bhattacharyya, principal autor do estudo.
Com essa nova compreensão da memória de rede, os pesquisadores agora podem explicar que o fluxo sanguíneo muda permanentemente mesmo após a remoção bem-sucedida do coágulo. Essa capacidade de memória das redes também pode ser encontrada em outros sistemas vivos: o mofo limoso Physarum polycephalum usa sua rede adaptativa para navegar em seu ambiente com base em impressões por estímulos alimentares, como demonstrado anteriormente.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Instituto Max Planck para Dinâmica e Auto-Organização . Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
Referência do jornal :
- Komal Bhattacharyya, David Zwicker, Karen Alim. Formação de Memória em Redes Adaptativas . Cartas de Revisão Física , 2022; 129 (2) DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.028101
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Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização. "Como os vasos sanguíneos se lembram de um derrame." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 de julho de 2022.