Работа любых механических систем, начиная от двигателя автомобиля и заканчивая компьютерным железом, сопровождается нагревом элементов системы, и чем усерднее работают механизмы, тем сильнее они нагреваются. Новое исследование на базе Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям Соединённого Королевства показало, что это правило распространяется и на человеческий мозг: оказалось, что он работает при гораздо более высоких температурах, чем считалось прежде.

Согласно исследованию «A daily temperature rhythm in the human brain predicts survival after brain injury», опубликованному в научном журнале Brain, некоторые участки глубинных мозговых структур могут разогреваться более чем до 40 °C. Этот показатель варьируется в зависимости от пола человека, времени суток и множества других факторов, однако в среднем он заметно превышает среднюю температуру человеческого тела при сублингвальном измерении (под языком). По словам биолога Джона О’Нилла, больше всего его команду удивил тот факт, что здоровый мозг может полноценно функционировать при температурах, которые в других частях тела свидетельствовали бы о наличии патологического процесса, сопровождающегося лихорадкой.

Прежде медики фиксировали случаи повышения температуры мозга до таких значений у людей с черепно-мозговыми травмами и прочими нарушениями нормальной функции органа, однако списывали их на последствия травмы. В рамках нового исследования учёные прибегли к технике магнитно-резонансной спектроскопии для неинвазивного измерения температуры мозга у здоровых участников эксперимента в возрасте от 20 до 40 лет. Данный метод позволяет оценивать биохимическое состояние тканей путём измерения концентрации химических веществ. Исследователи обнаружили, что средняя температура мозга испытуемых составила 38,5 °C. Специалисты наблюдали колебания этого показателя в зависимости от расположения исследуемых структур. Помимо пола, на температуру тканей влияла даже фаза менструального цикла. В частности, мозг женщин оказался в среднем на 0,4 °C горячее мужского, а максимальная температура мозга в рамках исследования составила 40,9 °C.

Учёные также сопоставили данные о биохимическом состоянии мозговых тканей со временем суток и циркадным ритмом испытуемых. В течение дня температура мозга участников исследования колебалась в пределах 1,8 °C, причём внешние структуры органа охлаждались сильнее глубинных. По словам О’Нилла, как правило, мозг остывает в тёмное время суток перед сном и разогревается в период бодрствования, что в полной мере соответствует принципу более выраженного нагрева механическим систем при более интенсивной работе. В рамках исследования биологи и неврологи сгенерировали температурную 4D-карту мозга. По мнению экспертов, подобная карта может служить образцом для демонстрации температур здорового человеческого мозга. Впрочем, для создания действительно образцовой карты необходимо собрать данные гораздо большего количества людей.

Помимо здоровых испытуемых, в исследовании также приняли участие 114 пациентов с разного рода травмами головного мозга. В данной выборке разброс температур тканей оказался более широким: от 32,6 °C до 42,3 °C. На этом этапе исследования учёные обнаружили некую взаимосвязь между индивидуальным температурным ритмом и шансом пережить травму. По словам невролога Нины Жехожек, эта взаимосвязь представляет особый интерес для исследователей. Вероятно, в будущем необычные температурные сигнатуры тканей можно будет использовать для диагностики степени повреждения мозга. Кроме того, учёные отметили, что температура мозга, а особенно температура его глубинных структур, с возрастом повышается. Исследователи планируют рассмотреть эту особенность и её потенциальную связь с возрастными нарушениями функций головного мозга. Они не исключают, что способность регулировать уровень нагрева мозговых тканей является одним из ключевых факторов поддержания их здоровья.