Студија мишева открива како мозак уклања смеће током спавања

Нова студија мишева даје ново значење старој узречици да добар сан чисти ум.

Истраживачи Медицинског центра Универзитета у Роцхестеру открили су да је недавно откривени систем који испира отпад из мозга првенствено активан током спавања.

„Ова студија показује да мозак има различита функционална стања када спава и када је будан“, рекла је Маикен Недергаард, доктор медицине, ко-директор Центра за транслацијску неуромедицину Медицинског центра Универзитета у Роцхестеру и водећи аутор студије.

„У ствари, чини се да је ресторативна природа сна резултат активног чишћења нуспроизвода неуронске активности који се акумулирају током будности.“

Студија, објављена у часопису Наука, открива да је јединствена метода уклањања отпада у мозгу - позната као глимфатски систем - веома активна током спавања, уклањајући токсине одговорне за Алцхајмерову болест и друге неуролошке поремећаје.

Истраживачи су такође открили да се током спавања мождане ћелије смањују у величини, омогућавајући ефикасније уклањање отпада.

Нова открића резултат су прошлогодишњег открића Недергаард и њених колега раније непознатог система уклањања отпада који је јединствен за мозак.

Систем одговоран за одлагање ћелијског отпада у остатак тела, лимфни систем, не протеже се на мозак, приметио је истраживач. То је зато што мозак одржава сопствени затворени „екосистем“ и заштићен је сложеним системом молекуларних пролаза - познатим као крвно-мождана баријера - који контролише оно што улази и излази из мозга.

Користећи нове технологије снимања, наиме двофото микроскопију, научници су могли да примете код мишева - чији мозак је невероватно сличан људима - шта представља водоводни систем. Пумпа церебралну кичмену течност (ЦСФ) кроз мождано ткиво, испирајући отпад натраг у циркулаторни систем где на крају долази до општег система циркулације крви и, на крају, до јетре.

Правовремено уклањање отпада из мозга је од суштинске важности, где неконтролисана акумулација токсичних протеина као што је амилоид бета може довести до Алцхајмерове болести, објашњавају истраживачи. У ствари, скоро свака неуродегенеративна болест повезана је са акумулацијом ћелијских отпадних производа, додају истраживачи.

Један од наговештаја да је глимфатички систем можда активнији током спавања била је чињеница да се количина енергије коју мозак троши не смањује драматично док спавамо, објашњавају истраживачи. Будући да пумпање ликвора захтева велику количину енергије, истраживачи су претпоставили да поступак чишћења можда није компатибилан са функцијама које мозак мора да обавља када смо будни и активно обрађујемо информације.

Кроз серију експеримената на мишевима, истраживачи су приметили да је глимфатички систем био готово десет пута активнији током спавања - и да је мозак у сну уклонио знатно више амилоид-бета.

„Мозак располаже само ограниченом енергијом и чини се да мора да бира између два различита функционална стања - будан и свестан или заспао и очистити“, рекао је Недергаард.

„Можете то замислити као кућну забаву. Можете да забавите госте или да почистите кућу, али заправо не можете обоје истовремено. "

Још једно откриће које је изненадило истраживаче је да се ћелије у мозгу „смањују“ за 60 процената током сна. Ова контракција ствара више простора између ћелија и омогућава ЦСФ-у да се слободније пере кроз мождано ткиво, рекли су.

Истраживачи су рекли да су такође приметили да је хормон назван норадреналин мање активан у сну. Познато је да се овај неуротрансмитер пушта рафално када мозак треба да постане упозорен, обично као одговор на страх или други спољни стимулус.

Истраживачи претпостављају да норадреналин може да послужи као „главни регулатор“ који контролише контракцију и ширење можданих ћелија током циклуса спавања и будности.

„Ови налази имају значајне импликације на лечење болести„ прљавог мозга “попут Алцхајмерове болести“, рекао је Недергаард.

„Разумевање тачно како и када мозак активира глимфатички систем и чисти отпад је пресудан први корак у напорима да се овај систем потенцијално модулира и учини ефикаснијим.“

Извор: Медицински центар Универзитета у Роцхестеру