Как отпадъците се „измиват“ от мозъка ни по време на сън
За първи път ново проучване наблюдава, че цереброспиналната течност измива и излиза от мозъка на вълни по време на сън, като помага за изчистването на отпадъците.
Наскоро, Медицински новини днес докладва за проучване, което установи, че специализираните имунни клетки са по-активни в мозъка по време на сън, заети с извършване на поддръжка.
Изследователите знаят, че сънят е важен - не само от гледна точка на позволяването на мозъка да реагира, но и за „освобождаване на място“ за процесите на „почистване“.
Много от механизмите, чрез които се извършва това изчистване от мозъчните отпадъци по време на сън, остават неясни.
Сега изследователи от Бостънския университет в Масачузетс са открили, че по време на сън течността, присъстваща в мозъка и гръбначния мозък - наречена цереброспинална течност - се измива навън и навън, като вълни, помагайки на мозъка да се отърве от натрупаните метаболитни „боклуци“.
„От известно време знаем, че в невроните има тези електрически вълни на активност. Но преди сега не осъзнавахме, че всъщност има и вълни в цереброспиналната течност “, обяснява съавторът на изследването Лора Луис.
Сложен процес на синхронизация
Новото проучване - резултатите от което се появяват в списанието Наука - включени 13 участници на възраст 23–33 години, които се съгласиха да се подложат на сканиране на мозъка, докато спят.
Процесът беше труден. Участниците трябваше да носят ЕЕГ капачки, които позволяват на изследователите да измерват електрическата активност в мозъка си, докато лежат в ядрено-магнитен резонанс, където трябва да спят.
Сънят на това място обаче може да бъде труден, тъй като ЯМР апаратите са много шумни. „Оказва се, че работата на [участниците] всъщност е - тайно - почти най-трудната част от нашето проучване“, казва Луис.
„Разполагаме с всичко това изискано оборудване и сложни технологии и често голям проблем е, че хората не могат да заспят, защото са в наистина силна метална тръба и това е просто странна среда“, отбелязва тя.
Въпреки тези предизвикателства, изследователите успяха - вероятно за първи път - да наблюдават активността на цереброспиналната течност в мозъка на участниците по време на сън.
Те видяха, че цереброспиналната течност изглежда се „синхронизира“ с мозъчните вълни, което вероятно помага за отстраняването на мозъчните отпадъци. Тези отпадъци включват потенциално токсични протеини, които иначе могат да образуват натрупвания, които могат да влошат потока от информация между невроните.
Тези открития, добавят изследователите, също могат да хвърлят нова светлина върху основните механизми при състояния като болестта на Алцхаймер, при които токсичните протеинови плаки играят ключова роля в загубата на паметта и други когнитивни нарушения.
Те също така обясняват, че нормалното стареене може да бъде свързано с по-лошо самопочистване в мозъка. С напредване на възрастта човешките мозъци са склонни да генерират по-малко бавни вълни, които могат да намалят притока на кръв в мозъка, както и пулсациите на цереброспиналната течност.
„Това е толкова драматичен ефект“, подчертава Луис. „[Цереброспиналната течност пулсира в мозъка по време на сън] беше нещо, което изобщо не знаехме, че се случва, и сега можем просто да хвърлим поглед върху един мозъчен регион и веднага да отчитаме състоянието на мозъка, в което някой е.“
„Какви са причинно-следствените връзки?“
Занапред Луис и колегите си целят да отговорят на няколко интригуващи въпроса. Първо, те биха искали да наемат по-стара кохорта за следващото си проучване, за да разберат дали и как естественото стареене влияе върху работата на цереброспиналната течност в мозъка.
След това те също биха искали да установят как мозъчните вълни, кръвният поток в мозъка и цереброспиналната течност успяват да се синхронизират, за да „изхвърлят“ отпадъците.
„Виждаме, че нервната промяна изглежда винаги се случва първо, а след това е последвана от приток на кръв от главата и след това вълна от цереброспинална течност в главата“, казва Луис. Тя обаче добавя, че все още остават много неизвестни.
Екипът вярва, че когато невроните се изключват по време на сън, те се нуждаят от по-малко кислород, което води до изтичане на кръв от мозъка. Това от своя страна означава, че налягането в мозъка също спада и така цереброспиналната течност трябва да се увеличи, така че да се поддържа нормално налягане при липса на кръв.
„Но това е само една възможност. Какви са причинно-следствените връзки? Един от тези процеси причинява ли останалите? Или има някаква скрита сила, която ги задвижва? “
Лора Луис
Това са част от въпросите, които остават без отговор.
