Photo by Adam Kuylenstierna on Unsplash

Мозг очищается от шлака во время сна

Во сне кроется парадокс. Кажущееся спокойствие сна сочетается с бурной деятельностью мозга. Ночь тиха, но мозг не дремлет. Во время сна клетки мозга производят всплески электрических импульсов, которые складываются в ритмичные волны, что является признаком повышенной функции клеток мозга.

Но почему мозг активен, когда мы отдыхаем?

Медленные мозговые волны связаны с спокойным, освежающим сном. А сейчас ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что мозговые волны помогают выводить шлаки из мозга во время сна.

Отдельные нервные клетки координируют свои действия, создавая ритмичные волны, которые продвигают жидкость через плотную мозговую ткань, при этом ее промывая.

“Эти нейроны представляют собой миниатюрные насосы. Синхронизированная нейронная активность обеспечивает поток жидкости и удаление мусора из мозга”, – объясняет доктор Ли-Фэн Цзян Се, научный сотрудник отделения патологии и иммунологии.

“Если мы сможем развить этот процесс, появится возможность отсрочить или даже предотвратить неврологические заболевания, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, при которых избыточные отходы – метаболические отходы и нездоровые белки – накапливаются в мозге и приводят к нейродегенерации”.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Клетки мозга управляют мыслями, чувствами и движениями тела, а также формируют динамические сети, необходимые для формирования памяти и решения проблем. Но для выполнения таких энергозатратных задач клеткам мозга требуется топливо. Потребление ими питательных веществ из рациона приводит к образованию метаболических отходов.

“Крайне важно, чтобы мозг избавлялся от метаболических отходов, которые могут накапливаться и способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний”, – говорит доктор Джонатан Кипнис, заслуженный профессор патологии и иммунологии.

“Мы знали, что сон – это время, когда мозг запускает процесс очистки, чтобы избавиться от отходов и токсинов, которые в нем накапливаются во время бодрствования. Но мы не знали, как это происходит. Эти результаты могут указать нам на стратегии и потенциальные методы лечения, позволяющие ускорить удаление вредных отходов и удалить их до того, как они могут привести к ужасным последствиям”.

Но очистка плотного мозга – задача непростая.

Спинномозговая жидкость, окружающая мозг, проникает в него и проходит через сложные клеточные сети, собирая токсичные отходы по мере своего перемещения.

При выходе из мозга загрязненная жидкость должна пройти через барьер, прежде чем попасть в лимфатические сосуды твердой мозговой оболочки – внешнего слоя ткани, обволакивающего мозг под черепом. Но что обеспечивает движение жидкости в мозг, через мозг и из мозга наружу?

“Изучая мозг спящих мышей, исследователи обнаружили, что нейроны управляют усилиями по очистке, посылая электрические сигналы скоординированным образом, генерируя ритмичные волны в мозге”, – объясняет Цзян Се. Они определили, что такие волны стимулируют движение жидкости.

Исследовательская группа отключила определенные области мозга, чтобы нейроны в этих областях не создавали ритмичных волн. Без этих волн свежая спинномозговая жидкость не может протекать через отключенные области мозга, а захваченные отходы не могут покинуть мозговую ткань.

“Одна из причин, по которой мы спим, – это очищение мозга”, – говорит Кипнис.

“И если мы сможем улучшить этот процесс очищения, возможно, нам удастся меньше спать и оставаться здоровым. Не у каждого есть возможность спать не меньше восьми часов каждую ночь, а недосыпание влияет на здоровье. Другие исследования показали, что у мышей, генетически запрограммированных на то, чтобы меньше спать, здоровый мозг. Может быть это потому, что у них мозг более эффективно очищается от отходов? Можем ли мы помочь людям, страдающим от бессонницы, усилив очищающие способности их мозга, чтобы они могли обходиться меньшим количеством сна?”

Паттерны мозговых волн меняются на протяжении циклов сна. Следует отметить, что более высокие мозговые волны с большей амплитудой перемещают жидкость с большей силой. Теперь исследователи хотят понять, почему во время сна нейроны излучают волны различной ритмичности и какие области мозга наиболее уязвимы к накоплению отходов.

“Мы думаем, что процесс очистки мозга похож на мытье посуды”, – объясняет нейробиолог Цзян Се.

“Например, вы начинаете с больших, медленных, ритмичных протирающих движений, чтобы убрать растворимые остатки, разбрызганные по тарелке. Затем вы уменьшаете амплитуду движений и увеличиваете их скорость, чтобы удалить с тарелки особенно липкие пищевые отходы. Несмотря на различную амплитуду и ритм движений ваших рук, общая цель остается неизменной: удалить с посуды различные виды отходов. Возможно, мозг корректирует свой метод очистки в зависимости от типа и количества отходов.”

Поделиться ссылкой

About Андрей Гаврилов

Психолог, автор и создатель этого сайта

Check Also

ИИ идентифицирует тревожность у молодежи

Уникальное многоцентровое исследование, в котором приняли участие около 3500 молодых людей в возрасте от 10 …

Определены неврологические причины анорексии

Психическое расстройство нервная анорексия, при котором люди опасно ограничивают себя в еде или опорожняют желудок …