Як відходи «вимиваються» з нашого мозку під час сну
Вперше в рамках нового дослідження було виявлено, що ліквор вимивається і виходить з мозку хвилями під час сну, допомагаючи очищати відходи.
Нещодавно Медичні новини сьогодні повідомив про дослідження, яке показало, що спеціалізовані імунні клітини активніше працюють в мозку під час сну, зайняті виконанням робіт з технічного обслуговування.
Дослідники знають, що сон важливий - не лише з точки зору дозволу мозку реагувати, але й для того, щоб «звільнити місце» для процесів «очищення».
Однак багато механізмів, за допомогою яких відбувається це очищення від відходів мозку під час сну, залишаються незрозумілими.
Зараз дослідники з Бостонського університету в штаті Массачусетс виявили, що під час сну рідина, яка присутня в мозку і спинномозковій хорді - так звана цереброспінальна рідина - вмивається і виходить, як хвилі, допомагаючи мозку позбутися накопиченого метаболічного «сміття».
"Ми вже давно знаємо, що в нейронах існують ці електричні хвилі активності. Але до цього ми не усвідомлювали, що насправді в спинномозковій рідині також є хвилі », - пояснює співавтор дослідження Лора Льюїс.
Складний процес синхронізації
Нове дослідження - результати якого з’являються в журналі Наука - включено 13 учасників віком 23–33 років, які погодились пройти сканування мозку під час сну.
Процес був складним. Учасники повинні були носити ЕЕГ-ковпачки, які дозволяли дослідникам вимірювати електричну активність в мозку, лежачи в апараті для МРТ, де вони мали спати.
Однак спати в цьому місці може бути важко, оскільки апарати для МРТ дуже шумні. "[Я] не виявляється, що робота [учасників] насправді - таємно - чи не найскладніша частина нашого дослідження", - говорить Льюїс.
"У нас є все це вишукане обладнання та складні технології, і часто великою проблемою є те, що люди не можуть заснути, оскільки вони перебувають у дуже гучній металевій трубці, і це просто дивне середовище", - зазначає вона.
Незважаючи на ці виклики, дослідникам вдалося - мабуть, вперше - відстежувати активність ліквору в мозку учасників під час сну.
Вони побачили, що спинномозкова рідина, здається, "синхронізується" з мозковими хвилями, що, ймовірно, допомагає видалити мозкові відходи. Ці відходи включають потенційно токсичні білки, які в іншому випадку можуть утворювати накопичення, які можуть погіршити потік інформації між нейронами.
Ці висновки, додають дослідники, можуть також пролити свіже світло на основні механізми в таких станах, як хвороба Альцгеймера, при якій токсичні білкові бляшки відіграють ключову роль у втраті пам'яті та інших когнітивних порушеннях.
Вони також пояснюють, що нормальне старіння може бути пов’язане з гіршим самоочищенням мозку. З віком мозок людини, як правило, генерує менше повільних хвиль, що може зменшити кровотік у мозку, а також пульсації ліквору.
"Це такий драматичний ефект", - підкреслює Льюїс. "[Цереброспінальна рідина пульсує в мозку під час сну] - це те, про що ми взагалі не знали, і зараз ми можемо просто поглянути на одну область мозку і негайно прочитати стан мозку, в якому хтось перебуває".
"Які причинно-наслідкові зв’язки?"
Надалі Льюїс та його колеги прагнуть відповісти на кілька інтригуючих питань. По-перше, вони хотіли б набрати старшу когорту для свого наступного дослідження, щоб з’ясувати, чи і як природне старіння впливає на роботу спинномозкової рідини в мозку.
Потім вони також хотіли б встановити, як мозкові хвилі, кровотік у мозку та ліквор вдається синхронізувати, щоб «вимити» відходи.
"Ми бачимо, що нервова зміна, здається, завжди відбувається спочатку, а потім за нею йде потік крові з голови, а потім хвиля спинномозкової рідини в голову", - говорить Льюїс. Однак вона додає, що багато невідомих все ще залишаються.
Команда вважає, що коли нейрони відключаються під час сну, їм потрібно менше кисню, що призводить до відтоку крові з мозку. Це, в свою чергу, означає, що тиск у мозку також падає, і тому ліквор має збільшуватися, щоб підтримувати нормальний тиск за відсутності крові.
"Але це лише одна можливість. Які причинно-наслідкові зв’язки? Чи є один із цих процесів причиною для інших? Або є якась прихована сила, яка рухає їх усіх? "
Лора Льюїс
Ось деякі питання, які залишаються без відповіді.
