Реклама

Дослідники зафіксували очисний “душ” у мозку під час сну

У лабораторії Бостонського університету науковці отримали унікальні результати. Вони вказують на те, що під час сну зміни нейронної активності, приливи крові та «омивання» спинномозковою рідиною мозку відбуваються взаємопов’язано та синхронізовано.

Новий погляд на відоме

Під час повільної фази сну людина дрімає або глибоко спить. У цей час не спостерігається швидких рухів очей чи бурхливої мозкової активності, як при швидкому сні. Водночас, організм у максимально спокійному темпі насправді зайнятий тим, що відновлює енергозатрати та закріплює у пам’яті спогади.

Але в цей час змінюється не лише мозкова активність. Вчені виявили, що наповнення мозку кров’ю також змінюється, поки ми спимо. І, що дивовижно, спинномозкова рідина, або ліквор, у цей час хвилеподібно наповнює мозок. Попередні дослідження показували, що під час повільнохвильового сну, ліквор отримує можливість очищувати мозок від токсичних білкових продуктів обміну речовин.

“Ми вже деякий час знаємо, що в нейронах існують ці електричні хвилі активності. Але ми не усвідомлювали, що насправді існують і хвилі спинномозкової рідини”,

– каже співавтор дослідження Лора Льюїс , доцент кафедри біомедичної інженерії  з Коледжу інженерії Бостонського університету.

Хоча про ці явища (зміни нейронної активності, об’єм крові в мозку, рухи спинномозкової рідини) вченим у різній мірі було відомо, але вони розглядалися окремо. Наприклад, в іншому дослідженні науковці спостерігали як пульсує мозок та спинномозкова рідина в його шлуночках у такт серцебиттю. Це стало можливим завдяки розробленій ними технології МРТ, при якій коливання мозку для наочності зображуються дещо перебільшено.

Реклама
Ритмічні рухи тканин мозку та ліквору, викликані серцебиттям. Праворуч – зображення процесу, отримане за допомогою технології МРТ, що перебільшує коливальні рухи; ліворуч – зображення зі звичайної МРТ. Джерело: STANFORD UNIVERSITY AND UNIVERSITY OF AUCKLAND.

Але зараз вперше дослідники наживо спостерігали, що між цими процесами, вірогідно, існує прямий зв’язок.

“Ми помітили, що зміна активності нейронів, схоже, завжди відбувається найпершою, потім відбувається відтік крові з голови, а згодом надходять хвилі спинномозкової рідини до голови.”

– пишуть дослідники.

Цікаво, що прилив спинномозкової рідини супроводжувався відливом крові з мозку. Вчені висувають не менш цікаве пояснення цьому.

МРТ дозволила науковцям спостерігати часову пов’язаність хвиль оксигенації крові (червоний колір) та наступні за цим хвилі спинномозкової рідини. Джерело: Laura Lewis, Boston University.

Можливо, під час низької мозкової активності у нейронів знижується потреба в кисні, який несе кров, тому її об’єм у судинах зменшується. Разом із цим може падати й тиск і, щоб підтримувати його на безпечному рівні, до мозку швидко надходить спинномозкова рідина.

На крок ближче до розуміння мозкових патологій

Ці згадані дослідження можуть внести більше розуміння про процеси в мозку, що пов’язані зі старінням та про такі порушення роботи нервової системи, як погіршення пам’яті, аутизм чи хвороба Альцгеймера.

Реклама

В цьому є раціональне зерно. З віком мозок проводить менше часу в повільній фазі сну, ніж у молодості. Отже, це може впливати на відтік крові й пульсацію ліквору та, як наслідок, на ефективність запам’ятовування та вилучення шкідливих метаболітів із центральної нервової системи. Наприклад, при хворобі, названу іменем Алоїза Альцгеймера, спостерігається накопичення у тканинах мозку ненормальних білків – бета-амілоїду та тау-білка. Порушення процесу «очищення» від них може бути рушієм у виникненні хвороби, вважають деякі вчені.

Щоб краще розібратися у цьому питанні, команда науковців планує провести подальші дослідження, які стануть ретельніше продуманими. У цьому дослідженні взяло участь 13 людей віком від 23 до 33 років, тому вікові зміни врахувати не було змоги. Також вчені сподіваються вирішити ще одну вагому проблему: піддослідним не так вже й легко заснути у шапці для вимірювання мозкових хвиль, особливо якщо замість зручного ліжка доводиться спати у надмірно галасливому апараті МРТ.

“У нас так багато добровольців, які раді брати участь в досліді, бо всі вони не проти, щоб їм платили за сон”,

–  сміється ЛорА –

“Але виявляється, що насправді їхня робота – по секрету – майже найважча частина нашого дослідження. У нас є все це модне обладнання та складні технології, але часто велика проблема полягає в тому, що люди не можуть заснути, оскільки вони у справді гучній металевій трубці, і це просто дивне середовище.”

Science (2019), doi: 10.1126/science.aax5440

Реклама

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

145 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Далі

Це схоже на зіткнення чорної діри та нейтронної зорі – дослідники

Нова ера астрономічних спостережень, яку відкрили детектори гравітаційних хвиль, схоже, принесла чергове відкриття: на думку австралійських та американських…