Глимфатическая система перемещает прозрачную жидкость, называемую спинномозговой жидкостью, по мозгу, чтобы вымывать токсичные белки, накопленные в часы бодрствования.
Пока вы спите, ваш мозг выполняет некоторые функции, включая избавление от отходов. Теперь ученые определили, как это «промывание» происходит в мозге мышей, а поскольку у нас есть аналогичная система промывания, исследование может иметь важные последствия и для человеческого мозга. Их исследование было опубликовано в журнале Клетка в среду.
«Это все равно, что включить посудомоечную машину перед сном и проснуться с чистым мозгом», — говорит в своем заявлении старший автор Майкен Недергаард, невролог из Университета Рочестера и Университета Копенгагена. «По сути, мы задаемся вопросом, что движет этим процессом, и пытаемся дать определение восстановительному сну, основанному на глимфатическом клиренсе».
Недергаард и другие коллеги открыли глимфатическую систему, отвечающую за удаление отходов в мозге, в 2012 году. Глимфатическая система перемещает прозрачную жидкость, называемую спинномозговой жидкостью, по мозгу, чтобы вымывать токсичные белки, накопленные в часы бодрствования. Исследование 2013 года показало, что полоскание происходит особенно во время сна, хотя более поздние исследования поставили под сомнение это, предположив, что этот процесс происходит быстрее в часы бодрствования. В любом случае, ученые до сих пор не понимали, как может работать система удаления отходов во время сна.
Новое исследование показывает, что во время сна с медленным движением глаз (non-REM) у мышей ствол мозга высвобождает волны норадреналина (известный гормон, похожий на адреналин) примерно каждые 50 секунд, что заставляет кровеносные сосуды сжиматься. Это также создает пульсирующий рисунок, который генерирует колеблющийся объем крови, что, в свою очередь, приводит в движение поток мозговой жидкости, смывающий токсины. Проще говоря, норадреналин вызывает эффект насоса, который проталкивает жидкость по мозгу, чтобы промывать накопленные отходы.
«Именно колебательные сокращения-расширения управляют глимфатическим потоком», — объясняет Недергаард. Популярная наукаЭто Том Хокинг.
«Мы определили, возможно, самую важную движущую силу глимфатического потока в медленном сне», — говорит Недергаард. НаукаЭто Митч Лесли. Согласно исследованию, корреляция между высвобождением норадреналина и изменениями объема мозговой крови была сильнее во время спокойного медленного сна, чем во время более активного быстрого сна или часов бодрствования.
Затем команда проверила влияние золпидема (распространенного лекарства для сна, также известного как амбиен или золпимист) на эту систему и обнаружила, что волны норадреналина во время сна уменьшились на 50 процентов, а транспорт жидкости в мозг уменьшился примерно на 30 процентов при золпидеме. лечили мышей. Эти результаты показывают, что снотворные, влияющие на выработку норэпинефрина, включая большинство снотворных, могут нанести вред системе удаления отходов мозга.
«Архитектура сна человека по-прежнему существенно отличается от мышиной, но у нас есть та же самая мозговая цепь, которая изучалась здесь», — рассказывает Лаура Льюис, нейробиолог из Массачусетского технологического института, не принимавшая участия в исследовании. Новый учёныйГрейс Уэйд. «Некоторые из этих фундаментальных механизмов, вероятно, применимы и к нам».
«Все больше и больше людей принимают снотворные, и очень важно знать, является ли это здоровым сном», — говорит в своем заявлении ведущий автор Натали Хаугланд, нейробиолог из Копенгагенского и Оксфордского университетов. «Если люди не получают всех преимуществ сна, они должны знать об этом, чтобы иметь возможность принимать обоснованные решения».
Дальнейшие исследования по этой теме могут пролить свет на то, как помочь людям достичь здорового сна, а также дать представление о неврологических расстройствах, связанных с токсичными белками, которые обычно вымываются из мозга.