Доказано, что сон активирует нейроны для удаления отходов из мозга
Сон кажется спокойным временем, но для мозга это период интенсивной активности. Исследователи из Медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе открыли, что мозговые волны помогают вымывать отходы из мозга во время сна. Отдельные нервные клетки координируют свою деятельность для создания ритмичных волн, которые проталкивают жидкость через плотную мозговую ткань, очищая ее в процессе.
Эти нейроны - миниатюрные насосы. Синхронизированная нейронная активность стимулирует поток жидкости и удаление мусора из мозга. Если мы сможем усилить этот процесс, появится возможность задержать или даже предотвратить неврологические заболевания, включая болезнь Альцгеймера и Паркинсона, при которых в мозге накапливается избыточный мусор - например, метаболические отходы и ненужные белки, приводящие к нейродегенерации,объяснил первый автор исследования Ли-Фен Джиан-Си, доктор философии, научный сотрудник отдела патологии и иммунологии.
Нейроны, управляя мыслями, чувствами и движениями тела, создают динамические сети, необходимые для формирования памяти и решения проблем. Но для выполнения таких энергозатратных задач мозговым клеткам требуется топливо. Их потребление питательных веществ из рациона создает метаболические отходы.
Критически важно, чтобы мозг избавлялся от метаболических отходов, которые могут накапливаться и способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний. Мы знали, что сон - это время, когда мозг начинает процесс очистки для вымывания отходов и токсинов, которые он накапливает во время бодрствования. Но мы не знали, как это происходит. Эти результаты могут указать нам на стратегии и потенциальные терапии для ускорения удаления вредных отходов и их удаления до того, как они приведут к печальным последствиям,сказал Джонатан Кипнис, выдающийся профессор патологии и иммунологии и исследователь BJC.
Однако очистка плотного мозга - не простая задача. Ликвор, окружающий мозг, входит и проникает через сложные клеточные сети, собирая токсичные отходы по мере своего движения. При выходе из мозга загрязненная жидкость должна пройти через барьер, прежде чем попасть в лимфатические сосуды в твердой мозговой оболочке - внешнем слое ткани, окружающем мозг под черепом.
Но что заставляет жидкость двигаться внутрь, через мозг и из него? Изучая мозги спящих мышей, исследователи обнаружили, что нейроны стимулируют усилия по очистке, испуская электрические сигналы координированным образом для генерации ритмичных волн в мозге. Они определили, что такие волны стимулируют движение жидкости. Исследовательская группа заглушила определенные области мозга, так что нейроны в этих регионах не создавали ритмичных волн. Без этих волн свежий ликвор не мог протекать через заглушенные области мозга, и застрявшие отходы не могли покинуть мозговую ткань.
Изменения паттернов мозговых волн во время циклов сна заметны. В частности, мозговые волны с большей амплитудой перемещают жидкость с большей силой. Теперь исследователей интересует, почему нейроны испускают волны с различной ритмичностью во время сна и какие области мозга наиболее уязвимы к накоплению отходов.
