Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

Магнитное поле в сканерах MRI вызывают головокружение через силу Лоренца

Четверг, 15 Май, 06:05, d-kishkinev.livejournal.com


Уже оказывается два года назад тут я писал про то, что внезапно в нашей области, магниторецепции у птиц, появилась серия работ про то, что магниторецепция может быть связана с вестибулярным аппаратом. И вот недавно я наткнулся на серию недавних работ, которая может пролить свет на механизм влияния магнитного поля на внутреннее ухо. Вот тут, тут и тут статьи 2012-14 гг., показывающие, что в сильном статическом магнитном поле через силу Лоренца изменяется динамика потока ионов в полукружных каналах, что влияет на вестибулярную систему и у человека приводит к нистагмусу - неконтролируемые движения глаз - а также к головокружению разной степени, а у рыбок данио-рерио, плавающих в томографе - это ведет к плаванию по кругу. Вот собственно, это и может объяснить пресловутую "третью" ушную магниторецепторную систему у птиц, которой на самом деле, если моя гипотеза верна, нет, а все эффекты активации вестибулярной системы птиц вызваны влиянием магнитного поля на hair cells во внутреннем ухе через силу Лоренца (подробнее ниже).

Пара объяснительных картинок из Current Biology. Сначала, как работают полукружные каналы для определения ускорения движения головы в разных плоскостях.

Fig1
А теперь, как статическое магнитное поле влияет на поток ионов в полукружном канале.

Fig2
Мое пояснение к картинках простым языком (сорри, если непонятно). В обычном режиме без искусственного сильного магнитного поля, любое движение головы вызывает смещение жидкости, эндолимфы, в полукружных каналах, что приводит к смещению чувствительных волосков в купуле (рисунок 1). Движение волосков, в свою очередь, вызывает сигнал в нейронах вестибулярного нерва и, т.к. полукружные каналы расположены ортогонально, на основе показаний XYZ мозг делает вывод о движении головы в 3D.

Рядом с купулой, где hair cells, в полукружном канале есть utricle, мешочек полукружного канала (рисунок 2). Через него идет довольно интенсивный обмен ионами, особенно калия. Ионы - заряженные частицы. Теперь представьте, что ионы калия входят в мембрану мешочка, а тут сильнейшее магнитное поле от томографа, направленное примерно перпендикулярно поверности мембраны мешочка. Если помните физику, на заряженную частицу магнитное поле будет оказывать силу, перпендикулярную магнитному вектору (сила Лоренца). Т.е. в итоге магнитное поле может, в зависимости от взаимного положения поверности мешочка и магнитного вектора, довольно существенно ускорить поток ионов (особенно если сила поля большая) и, как итог, всей жидкости, в полукружном ухе, что в свою очередь искажает ощущение движения головы, которых на самом деле нет. Кроме того, между вестибулярной системой и глазными мышцами есть очень быстрый важных рефлекс, который приводит к тому, что глаза двигаются так, чтобы компенсировать движение головы и держать объекты более менее в фокусе и не допускать "размазывания" изображения на сетчкатке (вы это знаете, когда смотрите на глаза человека, наблюдающего что либо из окна движущегося транспорта). Т.е. если искажать показания вестибулярного сенсора, то глаза будет двигаться как бы компенсирую движения головы, которых нет. Это и называется нистагмус, и это наблюдается у людей, лежащий в томографе, но только если у них с вестибулярной системой всё в порядке (если нет - то такого эффекта не наблюдалось). Современные томографы, для увеличения разрешения, используют всё более сильное магнитное поле (7T и выше), что только увеличивает этот эффект. Описанные явления нужно учитывать и при изучении магниторецепции, и в fMRI экспериментах (нистагмус вызывает дополнительное возбуждение мозга и в темноте, и при свете - в последнем случае это и вестибулярное, и еще и дополнительное зрительное возбуждение). Кроме того, можно положить голову в сканере так, что этот эффект будет минимальным. Короче, много интересного обнаружилось в связи с этим явлением, в том числе в нашей "птичьей" области. Послал эту инфу коллегам из Германии, которые как раз пишут работу на тему того, что удаление внутреннего уха, вернее той части, которую подозревали в магниторецепции, не приводит к нарушению магнитного компаса.

Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)