«Сон изменяет клеточную структуру мозга. Это, кажется, совершенно другое государство», сказали Мэйкен Недергэард, доктор медицины, Д.М.Ск., соруководитель Центра Переводной Нейромедицины в Медицинском центре Университета Рочестера в Нью-Йорке и лидере исследования.В течение многих веков ученые и философы задавались вопросом, почему люди спят и как это затрагивает мозг.
Только недавно покажите ученые, что сон важен для хранения воспоминаний. В этом исследовании доктор Недергэард и ее коллеги неожиданно нашли, что сон может быть также быть периодом, когда мозг чистит себя токсичных молекул.Их результаты, изданные в Науке, показывают, что во время сна внутренняя канализация, названная glymphatic системой, может открыться, позволив потоку жидкости быстро через мозг. Лаборатория доктора Недергэарда недавно обнаружила, что glymphatic система помогает управлять потоком спинномозговой жидкости (CSF), прозрачной жидкости, окружающей мозговой и спинной мозг.
«Это – как будто доктор Недергэард и ее коллеги раскрыли сеть скрытых пещер, и эти захватывающие результаты подчеркивают потенциальную важность сети в нормальной функции мозга», сказал Родерик Корриво, доктор философии, директор программы в NINDS.Первоначально исследователи изучили систему, введя краску в CSF мышей и наблюдая, что он течет через их мозги, одновременно контролируя электрическую мозговую деятельность. Краска текла быстро, когда мыши были без сознания, или спали или были обезболены.
Напротив, краска едва текла, когда те же самые мыши бодрствовали.«Мы были удивлены как мало потока, там был в мозг, когда мыши бодрствовали», сказал доктор Недергэард. «Это предположило, что пространство между клетками головного мозга изменилось значительно между сознательным состоянием и бессознательными состояниями».
Чтобы проверить эту идею, исследователи использовали электроды, вставленные в мозг, чтобы непосредственно измерить пространство между клетками головного мозга. Они нашли, что пространство в мозгах увеличилось на 60 процентов, когда мыши спали или были обезболены.
«Это некоторые разительные перемены во внеклеточном космосе», сказал Чарльз Николсон, доктор философии, преподаватель в Медицинском центре Нью-Йоркского университета Langone и эксперт в измерении динамики мозгового потока жидкости и как это влияет на коммуникацию нервной клетки.Определенные клетки головного мозга, названные глией, управляют потоком через glymphatic систему, сжимаясь или раздуваясь. Норадреналин – пробуждающийся гормон, который, как также известно, контролирует объем клетки.
Подобный использованию анестезии, леча не спящий мыши наркотиками, которые блокируют норадреналин, вызвали бессознательное состояние и увеличили мозговой поток жидкости и пространство между клетками, далее поддержав связь между glymphatic системой и сознанием.Предыдущие исследования предлагают, чтобы токсичные молекулы, вовлеченные в нейродегенеративные беспорядки, накопились в космосе между клетками головного мозга. В этом исследовании исследователи проверили, управляет ли glymphatic система этим, вводя мышей с крахмалистым бетой маркированным, белок, связанный с болезнью Альцгеймера, и имея размеры, сколько времени это продлилось в их мозгах, когда они спали или не спали. Крахмалистый бетой исчез быстрее в мозгах мышей, когда мыши спали, предполагая, что сон обычно очищает токсичные молекулы от мозга.
«Эти результаты могут иметь широкие последствия для множественных неврологических расстройств», сказал Джим Кёниг, доктор философии, директор программы в NINDS. «Это означает, что клетки, регулирующие glymphatic систему, могут быть новыми целями рассмотрения ряда беспорядков».Результаты могут также подчеркнуть важность сна.«Мы должны спать.
Это очищает мозг», сказал доктор Недергэард.