Несколько лет назад учёные из Медицинского центра Университета Рочестера доказали, что во время сна человеческий мозг избавляется от токсичных белков и другого метаболического "мусора". Позже они установили, что на этот процесс влияет положение во время сна.
Теперь та же команда выявила ещё один фактор, от которого зависит эффективность очистки мозга. Это глубина сна.
"Сон имеет решающее значение для функционирования системы удаления отходов мозга, и это исследование показывает, что чем глубже сон, тем лучше. Эти результаты также доказывают, что по качеству сна или недосыпанию можно спрогнозировать возникновение болезни Альцгеймера и деменции", – рассказывает ведущий автор исследования нейробиолог Маикен Недергор (Maiken Nedergaard).
Именно её команда открыла и описала глимфатическую систему млекопитающих, которая отвечает за утилизацию продуктов жизнедеятельности тканей центральной нервной системы. Оказалось, что спинномозговая жидкость (ликвор) вымывает отходы из мозга в кровеносную систему, которая в конечном итоге сгоняет их в печень. Причём во время сна активность таких процессов возрастает в десять раз.
Специалисты давно подозревали, что нарушение работы глимфатической системы связано с развитием нейродегенеративных расстройств, при которых в мозге скапливаются токсичные белки. Это согласуется с клиническими наблюдениями, которые демонстрируют связь между недосыпанием и повышенным риском развития болезни Альцгеймера.
Но от чего именно зависит работа важной системы очистки мозга?
Команда предположила, что есть определённая фаза сна, связанная с активностью глимфатической системы. А нарушение сна именно в этой фазе, соответственно, приводит к негативным последствиям.
Чтобы проверить предположение, учёные использовали в экспериментах с мышами шесть различных "режимов" анестезии, чтобы имитировать разные состояния покоя нервной системы. Пока грызуны были под наркозом, исследователи отслеживали электрическую активность их мозга, сердечно-сосудистую активность и течение спинномозговой жидкости через ткани мозга.
Оказалось, что одна из комбинаций лекарств вводит организм в состояние, очень похожее на глубокий медленный сон. И именно в этой фазе глимфатическая система функционирует лучше всего.
Что ещё более важно, специалистам удалось выявить нейронный механизм, который объясняет, почему эта фаза сна может стимулировать процесс очистки мозга.
"Движение синхронизированных волн нейронной активности во время глубокого медленного сна от передней части мозга к задней очень похоже на поток спинномозговой жидкости в глимфатической системе. Похоже, химические вещества, участвующие в возбуждении нейронов, а именно ионы, управляют осмосом, который также управляет перемещением жидкости через ткани мозга", – говорит соавтор работы Лорен Хаблиц (Lauren Hablitz).
Команда уверена, что эти данные помогут лучше понять природу нейродегенеративных расстройств, возникающих у пожилых людей. Ведь, как известно, с возрастом человеку становится всё труднее достичь фазы глубокого медленного сна, что приводит к сбоям в работе глимфатической системы.
Новые знания помогут создать методики повышения качества сна, которые можно будет использовать для профилактики деменции и улучшения состояния пациентов с таким недугом, уверены авторы работы.
Кроме того, у многих пожилых пациентов наблюдаются когнитивные нарушения после перенесённых операций, в которых для наркоза используются различные анестетики. Не исключено, что именно они становятся причиной нарушений. В будущем следует более подробно изучить этот вопрос и понять, какие классы препаратов являются безопасными для мозга, заключают авторы исследования.
О проделанной работе они отчитались в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Кстати, ранее та же команда учёных выяснила, что очистить мозг от метаболического "мусора" помогают небольшие дозы алкоголя, который, впрочем, вредит организму в любых дозах.
Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о том, что пожилые люди могут терять память из-за "неправильных" мозговых ритмов во время сна.