Кровеносная сеть может со временем адаптироваться и формировать своеобразную память

Кровеносная сеть может со временем адаптироваться и формировать своеобразную память

Сети со временем адаптируются и таким образом формируют своего рода память. Это ключевой вывод нового исследования ученых из Института динамики и самоорганизации Макса Планка в Геттингене и Мюнхенского технического университета. Они показывают, что структура кровеносной сети динамична и может приспосабливаться к внешним факторам. В частности, ученые обнаружили, что редко используемые связи ослабевают все больше и больше, пока в конце концов не исчезнут.

Сосудистая система в нашем организме обеспечивает постоянный приток питательных веществ, гормонов и других ресурсов, обеспечивая тем самым эффективную транспортировку. Исследователи Комал Бхаттачария, Дэвид Цвикер и Карен Алим исследовали, каким образом такая сеть способна адаптироваться и меняться с течением времени. Используя компьютерное моделирование, они смоделировали сеть и определили правила адаптации для ее соединений.

Мы обнаружили, что сила соединения внутри сети зависит от локального потока. Это означает, что ссылки с низким потоком ниже определенного порога будут разрушаться все больше и больше, пока в конце концов не исчезнут.

— Карен Алим, автор-корреспондент исследования.

Поскольку количество биологического материала для построения сосудистой системы ограничено и должно использоваться эффективно, этот механизм предлагает элегантный способ рационализации сосудистой системы.

Если соединение стало очень слабым из-за низкой скорости потока, его очень трудно восстановить. Типичным примером этого является закупорка кровеносного сосуда, которая в тяжелых случаях может даже привести к инсульту. Во время инсульта некоторые кровеносные сосуды в определенной области мозга становятся очень слабыми из-за блокировки кровотока. «Мы обнаружили, что в таком случае адаптации в сети являются постоянными и сохраняются после устранения препятствия. Можно сказать, что сеть предпочитает перенаправлять поток через существующие более сильные связи, а не повторно наращивать более слабые связи — даже если потока потребовало бы обратного», — объясняет Комал Бхаттачарья, главный автор исследования.

Благодаря этому новому пониманию сетевой памяти исследователи теперь могут объяснить, что кровоток постоянно меняется даже после успешного удаления тромба. Эта способность сетей памяти также может быть обнаружена в других живых системах: слизевики Physarum polycephalum используют свою адаптивную сеть для навигации в окружающей среде на основе отпечатков пищевых раздражителей, как показано ранее.

Актуальные новости России и мира