Jak odpady są „wypłukiwane” z naszych mózgów podczas snu
Po raz pierwszy w nowym badaniu zaobserwowano, że płyn mózgowo-rdzeniowy wpływa i wypływa z mózgu falami podczas snu, pomagając pozbyć się odpadów.
Niedawno, Wiadomości medyczne dzisiaj donosi o badaniu, które wykazało, że wyspecjalizowane komórki odpornościowe są bardziej aktywne w mózgu podczas snu, zajęty wykonywaniem prac konserwacyjnych.
Naukowcy wiedzą, że sen jest ważny - nie tylko ze względu na umożliwienie mózgowi reaktywacji, ale także ze względu na „zrobienie miejsca” na procesy „czyszczenia”.
Jednak wiele mechanizmów, za pośrednictwem których następuje usuwanie odpadów mózgowych podczas snu, pozostaje niejasnych.
Teraz naukowcy z Boston University w Massachusetts odkryli, że podczas snu płyn obecny w mózgu i rdzeniu kręgowym - zwany płynem mózgowo-rdzeniowym - wypływa i wypływa jak fale, pomagając mózgowi pozbyć się nagromadzonych metabolicznych „śmieci”.
„Od jakiegoś czasu wiedzieliśmy, że w neuronach występują takie elektryczne fale aktywności. Ale wcześniej nie zdawaliśmy sobie sprawy, że w płynie mózgowo-rdzeniowym występują również fale ”- wyjaśnia współautorka badania Laura Lewis.
Złożony proces synchronizacji
Nowe badanie - którego wyniki pojawiają się w czasopiśmie Nauka - obejmowało 13 uczestników w wieku 23–33 lat, którzy zgodzili się na badanie mózgu podczas snu.
Proces był trudny. Uczestnicy musieli nosić czepki EEG, które pozwoliły naukowcom zmierzyć aktywność elektryczną w ich mózgach podczas leżenia w aparacie MRI, gdzie mieli spać.
Jednak spanie w tej lokalizacji może być trudne, ponieważ urządzenia do rezonansu magnetycznego są bardzo hałaśliwe. „Okazuje się, że praca [uczestników] jest właściwie - potajemnie - prawie najtrudniejszą częścią naszego badania” - mówi Lewis.
„Mamy cały ten wymyślny sprzęt i skomplikowane technologie, a często dużym problemem jest to, że ludzie nie mogą zasnąć, ponieważ są w naprawdę głośnej metalowej tubie, a to po prostu dziwne środowisko” - zauważa.
Pomimo tych wyzwań naukowcom udało się - prawdopodobnie po raz pierwszy - monitorować aktywność płynu mózgowo-rdzeniowego w mózgach uczestników podczas snu.
Zauważyli, że płyn mózgowo-rdzeniowy wydaje się „synchronizować” z falami mózgowymi, co prawdopodobnie pomaga usunąć odpady mózgowe. Odpady te zawierają potencjalnie toksyczne białka, które w przeciwnym razie mogą tworzyć nagromadzenia, które mogą utrudniać przepływ informacji między neuronami.
Naukowcy dodają, że odkrycia te mogą również rzucić nowe światło na mechanizmy leżące u podstaw chorób, takich jak choroba Alzheimera, w której toksyczne płytki białkowe odgrywają kluczową rolę w utracie pamięci i innych zaburzeniach poznawczych.
Wyjaśniają również, że normalne starzenie się może być związane z gorszym samooczyszczaniem mózgu. Wraz z wiekiem ludzki mózg generuje mniej fal powolnych, co może zmniejszyć przepływ krwi w mózgu, a także pulsacje płynu mózgowo-rdzeniowego.
„To taki dramatyczny efekt” - podkreśla Lewis. „[Płyn mózgowo-rdzeniowy pulsujący w mózgu podczas snu] był czymś, o czym w ogóle nie wiedzieliśmy, a teraz możemy po prostu spojrzeć na jeden obszar mózgu i natychmiast odczytać stan mózgu, w którym ktoś się znajduje”.
„Jakie są związki przyczynowe?”
Idąc dalej, Lewis i współpracownicy starają się odpowiedzieć na kilka intrygujących pytań. Po pierwsze, chcieliby zatrudnić starszą kohortę do następnego badania, aby dowiedzieć się, czy i jak naturalne starzenie się wpływa na pracę płynu mózgowo-rdzeniowego w mózgu.
Następnie chcieliby również ustalić, w jaki sposób fale mózgowe, przepływ krwi w mózgu i płyn mózgowo-rdzeniowy są w stanie zsynchronizować się, aby „wypłukać” odpady.
„Widzimy, że zmiana neuronalna zawsze wydaje się następować najpierw, a potem następuje wypływ krwi z głowy, a następnie fala płynu mózgowo-rdzeniowego do głowy” - mówi Lewis. Dodaje jednak, że wciąż pozostaje wiele niewiadomych.
Zespół jest przekonany, że kiedy neurony wyłączają się podczas snu, potrzebują mniej tlenu, co prowadzi do odpływu krwi z mózgu. To z kolei oznacza, że ciśnienie w mózgu również spada, a więc płyn mózgowo-rdzeniowy musi wzrosnąć, aby utrzymać normalne ciśnienie przy braku krwi.
„Ale to tylko jedna możliwość. Jakie są związki przyczynowe? Czy jeden z tych procesów powoduje inne? A może jest jakaś ukryta siła, która je napędza? ”
Laura Lewis
Oto niektóre z pytań, na które nie ma odpowiedzi.
