Ученые узнали, как сон выводит токсины из мозга

Лаура Льюис и ее команда опубликовали в журнале Science, результаты исследований, которые показывают, как наш организм выводит токсины из нашего мозга, пока мы спим. Эти результаты могут открыть новые возможности для лечения и профилактики нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Когда мы спим, наш мозг проходит через несколько фаз, от легкого до глубокого сна, который ощущается как будто мы упали без сознания, до сна с «быстрыми движениями глаз» (REM), когда у нас больше шансов видеть сны. Работа Льюис посвящена глубокому сну, той фазе, которая обычно происходит рано ночью и которая уже связана с удержанием памяти. Одно важное исследование 2013 года на мышах показало, что, пока грызуны спали, токсины, такие как бета-амилоид, которые могут способствовать болезни Альцгеймера, были выведены из мозга.

Льюис было любопытно, как эти токсины выводятся и почему этот процесс происходит только во время сна. Она подозревала, что может быть задействована спинномозговая жидкость, прозрачная, похожая на воду жидкость, которая течет вокруг мозга. Но она не была уверена, в ее уникальном действии. Поэтому ее лаборатория разработала исследование, в котором одновременно измерялись несколько различных переменных.

Участники исследования должны были лечь и уснуть в аппарате МРТ. Чтобы получить реалистичные циклы сна, исследователи должны были выполнить тесты в полночь, и они даже попросили, чтобы объекты не ложились спать поздно ночью, чтобы люди могли быть готовы заснуть сразу после начала теста.

Льюис снабдила участников шапкой ЭЭГ, чтобы она могла смотреть на электрические токи, протекающие через их мозг. Эти токи показали ей, в какой стадии сна человек находился. Между тем, МРТ измерила уровень кислорода в крови в мозге и показала, сколько спинномозговой жидкости течет в мозг и выходит из него. «У нас было ощущение, что каждая из этих метрик была важна, но то, как они меняются во время сна и как они связаны друг с другом во время сна, было для нас неисследованной территорией», — говорит она.

Она обнаружила, что во время глубокого сна большие и медленные волны спинномозговой жидкости омывают мозг. Показания ЭЭГ помогли показать, почему. Во время глубокого сна нейроны начинают синхронизироваться, включаясь и выключаясь одновременно. Поскольку все нейроны на мгновение прекратили работу, им не нужно было столько кислорода. Это означало, что в мозг будет течь меньше крови. Но команда Льюис также заметила, что спинномозговая жидкость тогда ворвалась бы, заполняя оставшееся пространство.

«Это фантастическая статья», — говорит Майкен Недергаард, невролог из Университета Рочестера, который возглавлял исследование 2013 года, в котором впервые описывалось, как сон может выводить токсины у мышей. «Я не думал, что кто-либо действительно покажет, что электрическая активность мозга обусловлена текучими средствами. Так что это действительно интересно».

Один большой вклад этой статьи заключается в том, что она помогает показать, что системы, которые изучал Недергаард на мышах, присутствуют и чрезвычайно важны для людей. «Сон на самом деле очень важная функция», — говорит Недергаард. . Нейроны не выключаются одновременно, когда мы бодрствуем. Таким образом, уровень мозгового кровотока не падает настолько, чтобы позволить существенным волнам спинномозговой жидкости циркулировать вокруг мозга и выводить все накопленные метаболические побочные продукты, такие как бета-амилоид.

Исследование также может иметь клиническое применение для лечения болезни Альцгеймера. Недавние попытки разработки лекарств были направлены на бета-амилоид. Но лекарства, которые сначала выглядели многообещающими, потерпели неудачу, как только попали в клинические испытания. «Это открывает новый путь», — говорит Недергаард. Вместо того, чтобы пытаться воздействовать на одну конкретную молекулу, новые исследования могут вместо этого сосредоточиться на увеличении количества спинномозговой жидкости, которая омывает мозг.

Это помогло бы очистить бета-амилоид, но также могло бы помочь с другими молекулами, такими как тау, белок, который запутывается в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера и наносит вред связям между нейронами. Поиск способа избавиться от всего этого мусора может быть гораздо более мощным, чем просто сосредоточиться на одной части проблемы. «Старение — это не только одна молекула», — говорит Недергаард.

Эти открытия влекут за собой свои собственные вопросы. Льюис не изучала, что происходит во время других стадий сна, и она смотрела только на здоровых молодых людей. Но методы, которые она использовала, были совершенно неинвазивными. Это может облегчить изучение старших участников, у которых могут развиваться нейродегенеративные заболевания.

Поделиться ссылкой:

Written by 

Подписаться
Уведомить о
guest
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии