Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Как отходы «вымываются» из нашего мозга во время сна

Впервые в новом исследовании было обнаружено, что спинномозговая жидкость волнообразно омывает и выходит из мозга во время сна, помогая очистить отходы.

 человек спит в постели

Спинномозговая жидкость помогает очистить мозг от токсичных отходов во время сна.

Недавно «Медицинские новости сегодня» сообщили об исследовании, в ходе которого выяснилось, что специализированные иммунные клетки более активны в мозге во время сна и заняты работой по обслуживанию.

Исследователи знают, что сон важен не только для того, чтобы мозг мог реагировать, но и для «освобождения места» для «очистки» процессов.

Однако многие из механизмов, посредством которых происходит это очищение от мозговых отходов во время сна, остаются неясными.

Теперь исследователи из Бостонского университета в штате Массачусетс обнаружили, что во время сна жидкость, присутствующая в мозге и спинном мозге — называемая спинномозговой жидкостью — вымывается и выходит, подобно волнам, помогая мозгу избавиться от накопленных метаболический «мусор».

«Некоторое время мы знали, что в нейронах есть эти электрические волны активности. Но до этого мы не осознавали, что в спинномозговой жидкости тоже есть волны», — соавтор исследования Лаура. Льюис объясняет.

Сложный процесс синхронизации

Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science, включало 13 участников в возрасте 23–33 лет, которые согласились пройти сканирование мозга во время сна.

Процесс был сложным. Участники должны были надеть кепки ЭЭГ, которые позволяли исследователям измерять электрическую активность в мозге, лежа в МРТ, где они должны были спать.

Однако спать в этом месте может быть сложно, так как МРТ очень шумные. «[Оказывается] работа [участников] на самом деле — тайно — почти самая трудная часть нашего исследования», — говорит Льюис.

«У нас есть все это причудливое оборудование и сложные технологии, и часто большая проблема заключается в том, что люди не могут заснуть, потому что они находятся в очень громкой металлической трубе, и это просто странная среда», — отмечает она.

Несмотря на эти проблемы, исследователям удалось — вероятно, впервые — контролировать активность спинномозговой жидкости в мозге участников во время сна.

Они увидели, что спинномозговая жидкость, по-видимому, «синхронизируется» с мозговыми волнами, что, вероятно, помогает удалить мозговые отходы. Эти отходы включают потенциально токсичные белки, которые в противном случае могут образовывать накопления, которые могут нарушить обмен информацией между нейронами.

Эти результаты, добавляют исследователи, также могут пролить новый свет на основные механизмы в таких условиях, как болезнь Альцгеймера, в которой токсичные белковые бляшки играют ключевую роль в памяти потеря и другие когнитивные нарушения.

Они также объясняют, что нормальное старение может быть связано с ухудшением самоочищения мозга. С возрастом человеческий мозг имеет тенденцию генерировать меньше медленных волн, которые могут уменьшить кровоток в мозге, а также пульсации спинномозговой жидкости.

«Это такой драматический эффект», — подчеркивает Льюис. «[Цереброспинальная жидкость, пульсирующая в мозгу во время сна], была чем-то, чего мы не знали, что произошло вообще, и теперь мы можем просто взглянуть на одну область мозга и немедленно получить информацию о состоянии мозга, в котором кто-то находится».

«Что такое причинно-следственные связи?»

В дальнейшем Льюис и его коллеги стремятся ответить на несколько интригующих вопросов. Во-первых, они хотели бы нанять более старую группу для своего следующего исследования, чтобы выяснить, влияет ли естественное старение на работу спинномозговой жидкости в мозге и как это происходит.

Затем они также хотели бы установить, как мозговые волны, кровоток в мозге и спинномозговая жидкость могут синхронизироваться, чтобы «вымывать» отходы.

«Мы действительно видим, что сначала происходит нервное изменение, а затем за ним следует поток крови из головы, а затем волна спинномозговой жидкости в голову», — говорит Льюис. Тем не менее, она добавляет, что многие неизвестные все еще остаются.

Команда считает, что когда нейроны отключаются во время сна, им нужно меньше кислорода, что приводит к оттоку крови из мозга. Это, в свою очередь, означает, что давление в мозге также падает, и поэтому спинномозговой жидкости необходимо повышать, чтобы поддерживать нормальное давление в отсутствие крови.

« Но это только одна возможность. Каковы причинные связи? Является ли один из этих процессов причиной других? Или есть какая-то скрытая сила, которая управляет всеми из них? «

Лора Льюис

Вот некоторые вопросы, которые остались без ответа.