Kako se odpadki med spanjem "izperejo" iz naših možganov
Nova študija je prvič opazila, da se cerebrospinalna tekočina med spanjem v valovih izpira v možgane in iz njih, kar pomaga pri čiščenju odpadkov.
V zadnjem času Medicinske novice danes je poročal o študiji, ki je pokazala, da so specializirane imunske celice med spanjem bolj aktivne v možganih in zavzete z vzdrževalnimi deli.
Raziskovalci vedo, da je spanje pomembno - ne le z vidika omogočanja možganom, da reagirajo, ampak tudi za "ustvarjanje prostora" za procese "čiščenja".
Številni mehanizmi, s katerimi poteka to čiščenje možganskih odpadkov med spanjem, pa ostajajo nejasni.
Zdaj so raziskovalci z bostonske univerze v Massachusettsu ugotovili, da se med spanjem tekočina, ki je prisotna v možganih in hrbtenjači - imenovana cerebrospinalna tekočina - vpira in izliva kot valovi, pomagajo možganom, da se rešijo nakopičene presnovne smeti.
»Že nekaj časa vemo, da obstajajo ti električni valovi aktivnosti v nevronih. Toda pred tem se nismo zavedali, da tudi v likvoru dejansko obstajajo valovi, «pojasnjuje soavtorica študije Laura Lewis.
Zapleten postopek sinhronizacije
Nova študija, katere rezultati so objavljeni v reviji Znanost - vključenih 13 udeležencev, starih od 23 do 33 let, ki so se strinjali, da bodo med spanjem opravili pregled možganov.
Postopek je bil zapleten. Udeleženci so morali nositi pokrovčke EEG, ki so raziskovalcem omogočali merjenje električne aktivnosti v možganih, medtem ko so ležali v MRI aparatu, kjer naj bi spali.
Spanje na tem mestu pa je lahko težavno, saj so aparati za magnetno resonanco zelo hrupni. "Izkazalo se je, da je delo [udeležencev] dejansko - na skrivaj - skoraj najtežji del naše študije," pravi Lewis.
"Imamo vso to modno opremo in zapletene tehnologije, pogosto pa je velik problem, da ljudje ne morejo zaspati, ker so v res glasni kovinski cevi in je preprosto čudno okolje," ugotavlja.
Kljub tem izzivom je raziskovalcem - verjetno prvič - uspelo med spanjem spremljati aktivnost cerebrospinalne tekočine v možganih udeležencev.
Videli so, da se cerebrospinalna tekočina zdi, da se "sinhronizira" z možganskimi valovi, kar verjetno pomaga odstraniti možganske odpadke. Ti odpadki vključujejo potencialno strupene beljakovine, ki lahko drugače tvorijo kopičenje, ki lahko poslabša pretok informacij med nevroni.
Raziskovalci dodajajo, da bi te ugotovitve lahko tudi osvetlile osnovne mehanizme v pogojih, kot je Alzheimerjeva bolezen, pri kateri imajo toksični beljakovinski plaki ključno vlogo pri izgubi spomina in drugih kognitivnih okvarah.
Pojasnjujejo tudi, da je običajno staranje lahko povezano s slabšim samočiščenjem možganov. S starostjo človeški možgani ponavadi ustvarjajo manj počasnih valov, ki lahko zmanjšajo pretok krvi v možganih in pulzacijo likvorja.
"To je tako dramatičen učinek," poudarja Lewis. "[Cerebrospinalna tekočina utripa v možganih med spanjem] je bilo nekaj, za kar nismo vedeli, da se je sploh zgodilo, zdaj pa lahko samo pogledamo eno možgansko regijo in takoj dobimo odčitek stanja možganov, v katerem je nekdo."
"Kakšne so vzročne zveze?"
V prihodnosti želijo Lewis in sodelavci odgovoriti na nekaj zanimivih vprašanj. Najprej bi radi zaposlili starejšo kohorto za naslednjo študijo, da bi ugotovili, ali in kako naravno staranje vpliva na delovanje cerebrospinalne tekočine v možganih.
Nato bi radi tudi ugotovili, kako se možganski valovi, pretok krvi v možganih in cerebrospinalna tekočina uspejo sinhronizirati, da "odplaknejo" odpadke.
"Vidimo, da se zdi, da se živčna sprememba vedno zgodi najprej, nato pa ji sledi pretok krvi iz glave, nato pa val cerebrospinalne tekočine v glavo," pravi Lewis. Dodaja pa, da še vedno ostaja veliko neznank.
Skupina verjame, da ko se nevroni med spanjem izklopijo, potrebujejo manj kisika, kar vodi v odtok krvi iz možganov. To pa pomeni, da pade tudi tlak v možganih, zato se mora cerebrospinalna tekočina povečati, da ob pomanjkanju krvi vzdržuje normalni tlak.
»Ampak to je samo ena možnost. Kakšne so vzročne povezave? Ali eden od teh procesov povzroča druge? Ali pa obstaja neka skrita sila, ki jih poganja? "
Laura Lewis
To je nekaj vprašanj, na katera ostajamo neodgovorjeni.
