“奇異網”幫助保護潛游于深海的鯨魚及海豚的大腦免受血壓脈沖的影響
發表于 2025-12-10 00:18:36
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桑間濮上網
“奇異網”幫助保護潛游于深海的鯨魚及海豚的大腦免受血壓脈沖的影響 (Credit: Wayne Vogl)
（神秘的地球uux.cn）據EurekAlert!：一項新的研究披露，一個被稱為迷網（也被譯作“奇異網”）的幫助保護涉及大量血管的網絡可幫助保護潛游于深海的鯨魚及海豚的腦免受血壓脈沖的影響，這些脈沖是潛游它們在海浪下潛泳時產生的。這些發現揭示了鯨類動物迷網的于深一種前所未知的功能，它們可解釋為什么迷網會在其它具有不同運動模式的鯨魚及海水棲脊椎動物體內闕如。
在5000多萬年前，大腦的影現代鯨類動物的免受脈沖陸地祖先放棄了它們囿于陸地的生活而重歸海洋。這一突破性的血壓響轉變要求陸生哺乳動物的形態和生理發生劇烈改變，這樣才能在水下生活的奇異網獨特挑戰中得以存活。在這種水下環境中最具挑戰性的幫助保護一個方面是動物能在深水中承受極端內外部壓力的同時向腦部持續提供含氧血液。當它們在深水中屏住呼吸時，潛游推動它們龐大身軀在水中穿行的于深強力尾部運動可通過引發動靜脈中的血壓脈沖（即血壓隨著每次尾部擺動而升降的脈動性）而中斷這一供應。然而，鯨魚及海人們對鯨類如何通過調試以保護其腦部免受因尾葉擺動而脈動性加劇從而引發潛在損害卻知之甚少。大腦的影
Margo Lillie和同事就迷網是免受脈沖否在這種能力中扮演某種角色進行了探索。與許多陸生哺乳動物相對簡單的脈管系統不同，鯨類動物的胸段、脊柱內和顱區有大量的血管分布，其功能尚不清楚。Lillie等人根據11種鯨類動物的形態學建立了迷網的血液動力學模型；他們發現：迷網龐大的動脈容量加上顱內和椎管中狹小的血管外容量或可保護纖弱的腦血管系統免受血壓差異的影響。這種“脈沖-轉移”機制可在不減弱血壓脈沖本身的情況下確保腦中血壓保持平穩。
Terrie Williams 在相關的《視角》中對這項研究進行了更詳細的討論。
相關：一種神秘的血管網絡，保護鯨的大腦不受損傷
（神秘的地球uux.cn）據藥明康德內容團隊：在漫長的演化歷史中，鯨類的祖先經歷了一段登陸，此后再次返回海洋的歷程。5000多萬年前，現代鯨類的祖先放棄了陸地生活，重返海洋。為此，它們需要迅速演化出全新的生理特征，以適應海洋環境。
其中一項挑戰，是如何避免“血液脈沖”對腦部的傷害。我們知道，哺乳動物動脈的平均血壓高于靜脈，正是這樣的壓強差驅使體內的血液流動。但當鯨類通過強有力的尾部擺動推動龐大的身軀游動，血壓會隨著尾部的擺動而起伏，也就是出現“血壓脈沖”。
這個過程應該會導致進入、離開大腦的血液出現壓強差，進而對大腦造成損傷。但觀察結果告訴我們，一定有某種未知的機制起到了保護作用，使得鯨類的大腦并未受到沖擊。
事實上，科學家已經在陸生哺乳動物（例如馬）身上觀察到類似的脈沖現象，并且解釋了原因。馬在奔跑時也會經歷血壓脈沖，對此它們的應對策略是，通過呼氣與吸氣來調節脈沖、避免損傷。
然而，鯨類在游動時會屏住呼吸，因此這種保護機制并不適用于鯨類。
現在，一項發表于《科學》雜志的最新研究為我們揭開了這一神秘機制：一種由大量血管組成的網絡——迷網（retia mirabilia，也稱“奇異網”）保護了大腦，使得鯨類能在大洋中順利游動。
來自不列顛哥倫比亞大學的研究團隊探索了迷網在這個過程中的作用。與大量陸生哺乳動物不同的是，鯨類的胸部、脊柱內和顱區有大量的血管分布，但其功能尚不明確。
研究團隊根據11種鯨類的形態學，建立起迷網的血液動力學模型。模型指出：迷網巨大的動脈容量，以及顱內、椎管內較小的血管外容量，共同保護了大腦復雜的血管系統不受血壓差異的影響。正是這種“脈沖-轉移”機制，可以在不降低血壓脈沖的前提下，確保了腦部血壓的平穩。
由此，這項研究發現鯨類的迷網具有一種前所未知的功能，這可能解釋了迷網為什么在其他水生脊椎動物體內缺失。
“我們的模擬支持了我們的猜想，即運動產生的血壓脈沖可以與脈沖-轉移機制同步，這一機制將鯨類血壓受到的影響降低了97%。”論文作者之一Robert Shadwick教授表示。而對于下一步的研究，另一位作者Wayne Vogl教授表示：“理解鯨類的胸部如何響應深處的水壓，以及肺如何影響血壓將十分重要。” |
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