人体内遍布自然节律，从睡眠-觉醒周期到脑部血液的稳定脉动，再到心率和脉搏。如今，科学家认为肠道可能是理解大脑血管这种复杂协调机制的关键。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，肠道的节律性肌肉运动有助于解释大脑血管如何同步扩张收缩。该研究成果近期发表在《物理评论快报》期刊上。
当大脑神经元受到刺激时，输送氧气和营养物质的微小血管（称为小动脉）会扩张。这些血管会规律脉动且常彼此同步，但多年来科学家一直困惑于这种同步化如何实现。
加州大学圣地亚哥团队将研究方向转向消化系统。他们发现肠道为推动食物前进，会以波浪形式自然收缩，其依赖的同步振荡模式形成阶梯效应。研究人员指出，相同模式也可能解释大脑血管如何和谐协作。
"耦合振荡器会相互传递信号，肠道的每段都是振荡器，与邻近部分进行交流。"加州大学圣地亚哥分校物理学教授马西莫·韦尔加索拉在新闻稿中表示，"通常耦合振荡器在均匀环境中研究，即所有振荡器频率大致相近。但在我们的案例中，振荡器差异更大，恰如肠道和大脑的实际情况。"
研究人员通过数学方法证明，当频率相近时，相邻振荡器（无论在肠道或大脑中）能锁定彼此节奏，形成阶梯式过渡，类似于食物在肠道中平滑移动的方式。
"此前数学问题仅获近似解法，但无法解释这些断点及其变化机制，这是关键性突破。"加州大学圣地亚哥分校物理学与神经生物学教授戴维·克莱因菲尔德表示。
新发现最终可能帮助科学家更深入理解脑功能，以及影响食物、液体和废物在胃肠道移动的消化问题。
"大脑比肠道复杂无数倍，但这就是科学的最佳体现，"克莱因菲尔德补充道，"你提出一个问题，它引导你走向新方向，解决该问题后再回归原始问题。"
更多信息来源：加州大学圣地亚哥分校2025年10月30日新闻稿
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