Носимый прибор показал, как тюлени готовятся к погружению

Носимый неинвазивный прибор на основе ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS) можно использовать для исследования объёма крови и паттернов оксигенации у свободно ныряющих морских млекопитающих. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном 18 июня в журнале PLOS Biology. Результаты дают новое представление о том, как ныряющие по своей воле тюлени распределяют кровь и управляют снабжением кислородом мозга и подкожного жира.

В ответ на погружение в воду у млекопитающих наблюдается комплекс сердечно-сосудистых реакций, таких как снижение частоты сердечных сокращений и сужение периферических кровеносных сосудов. Однако исследование распределения крови и оксигенации при каждом погружении у морских млекопитающих до сих пор было ограничено отсутствием неинвазивной технологии для свободно ныряющих животных.

Авторы предположили, что NIRS может заполнить этот пробел, предоставляя высокоточные относительные измерения оксигенированного и деоксигенированного гемоглобина в конкретных тканях, что, в свою очередь, позволяет оценить изменения объёма крови. В новом исследовании учёные адаптировали технологию NIRS для использования на свободно ныряющих обыкновенных тюленях, чтобы исследовать паттерны объёма крови и оксигенации в мозге и подкожном жире с помощью устройства, названного PortaSeal.

Устройство приклеивается к меху животных: на голове для измерения мозгового кровотока или на плече для мониторинга периферического кровообращения. Затем его легко снимают и загружают данные.

Интригующие результаты показали, что тюлени обычно сужают периферические кровеносные сосуды, сопровождая это увеличением объёма крови в мозге, примерно за 15 секунд до погружения. Эти упреждающие корректировки позволяют предположить, что перераспределение крови у тюленей находится под определённым когнитивным контролем и не является лишь рефлекторным ответом на погружение. Тюлени также обычно увеличивают оксигенацию мозга в определённое время во время каждого погружения, несмотря на отсутствие доступа к воздуху.

Авторы полагают, что возможность отслеживать объём крови и оксигенацию в разных тканях с помощью NIRS позволит точнее понять физиологическую пластичность ныряющих животных в условиях всё более нарушаемой и эксплуатируемой среды.

"Открытие того, что тюлени, физиологически удивительные животные, по-видимому, могут активно контролировать свою кровеносную систему, действительно захватывает. Это даёт новый взгляд на способность контролировать фундаментальные физиологические реакции организма. Получение этого понимания с помощью неинвазивной носимой технологии из биомедицинской области открывает множество захватывающих направлений для будущих исследований", — сказал доктор Макнайт.