Πώς απορρίπτονται τα απορρίμματα του εγκεφάλου μας κατά τη διάρκεια του ύπνου
Για πρώτη φορά, μια νέα μελέτη παρατήρησε ότι το εγκεφαλονωτιαίο υγρό πλένει μέσα και έξω από τον εγκέφαλο σε κύματα κατά τη διάρκεια του ύπνου, βοηθώντας στην απομάκρυνση των αποβλήτων.
Πρόσφατα, Ιατρικά νέα σήμερα ανέφεραν σε μια μελέτη που διαπίστωσε ότι τα εξειδικευμένα ανοσοκύτταρα είναι πιο ενεργά στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια του ύπνου, απασχολημένοι με την εκτέλεση εργασιών συντήρησης.
Οι ερευνητές γνωρίζουν ότι ο ύπνος είναι σημαντικός - όχι μόνο όσον αφορά την επανενεργοποίηση του εγκεφάλου, αλλά και για την «δημιουργία χώρου» για την πραγματοποίηση διαδικασιών «καθαρισμού».
Ωστόσο, πολλοί από τους μηχανισμούς μέσω των οποίων πραγματοποιείται αυτή η εκκαθάριση των απορριμμάτων του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια του ύπνου παραμένουν ασαφείς.
Τώρα, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης στη Μασαχουσέτη διαπίστωσαν ότι κατά τη διάρκεια του ύπνου, το υγρό που υπάρχει στον εγκέφαλο και τη σπονδυλική χορδή - που ονομάζεται εγκεφαλονωτιαίο υγρό - πλένεται μέσα και έξω, όπως κύματα, βοηθώντας τον εγκέφαλο να απαλλαγεί από συσσωρευμένα μεταβολικά "σκουπίδια".
«Γνωρίζουμε για λίγο ότι υπάρχουν αυτά τα ηλεκτρικά κύματα δραστηριότητας στους νευρώνες. Αλλά πριν από τώρα, δεν συνειδητοποιήσαμε ότι υπάρχουν πραγματικά κύματα και στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό », εξηγεί η συν-συγγραφέας της μελέτης Laura Lewis.
Μια πολύπλοκη διαδικασία συγχρονισμού
Η νέα μελέτη - τα αποτελέσματα της οποίας εμφανίζονται στο περιοδικό Επιστήμη - περιελάμβανε 13 συμμετέχοντες ηλικίας 23-33 που συμφώνησαν να υποβληθούν σε εγκεφαλικές σαρώσεις ενώ κοιμόταν.
Η διαδικασία ήταν δύσκολη. Οι συμμετέχοντες έπρεπε να φορούν καπάκια EEG που επέτρεψαν στους ερευνητές να μετρούν την ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλό τους ενώ βρίσκονται σε μια μηχανή μαγνητικής τομογραφίας, όπου έπρεπε να κοιμηθούν.
Ωστόσο, ο ύπνος σε αυτήν την τοποθεσία μπορεί να είναι δύσκολος, καθώς τα μηχανήματα μαγνητικής τομογραφίας είναι πολύ θορυβώδη. «[Δεν] αποδεικνύεται ότι η δουλειά των [συμμετεχόντων] είναι στην πραγματικότητα - κρυφά - σχεδόν το πιο δύσκολο μέρος της μελέτης μας», λέει ο Lewis.
«Έχουμε όλο αυτό τον φανταχτερό εξοπλισμό και τις περίπλοκες τεχνολογίες, και συχνά ένα μεγάλο πρόβλημα είναι ότι οι άνθρωποι δεν μπορούν να κοιμηθούν επειδή βρίσκονται σε έναν πραγματικά δυνατό μεταλλικό σωλήνα και είναι απλώς ένα περίεργο περιβάλλον», σημειώνει.
Παρά τις προκλήσεις αυτές, οι ερευνητές κατάφεραν - πιθανώς για πρώτη φορά - να παρακολουθήσουν τη δραστηριότητα του εγκεφαλονωτιαίου υγρού στον εγκέφαλο των συμμετεχόντων κατά τη διάρκεια του ύπνου.
Είδα ότι το εγκεφαλονωτιαίο υγρό φαίνεται να «συγχρονίζεται» με τα εγκεφαλικά κύματα, τα οποία πιθανώς βοηθούν στην απομάκρυνση των εγκεφαλικών αποβλήτων. Αυτά τα απόβλητα περιλαμβάνουν δυνητικά τοξικές πρωτεΐνες που διαφορετικά θα σχηματίσουν συσσωρεύσεις που μπορούν να επηρεάσουν τη ροή πληροφοριών μεταξύ των νευρώνων.
Αυτά τα ευρήματα, προσθέτουν οι ερευνητές, θα μπορούσαν επίσης να ρίξουν φως στους υποκείμενους μηχανισμούς σε καταστάσεις όπως η νόσος του Alzheimer, όπου οι τοξικές πρωτεϊνικές πλάκες παίζουν βασικό ρόλο στην απώλεια μνήμης και σε άλλες γνωστικές διαταραχές.
Εξηγούν επίσης ότι η φυσιολογική γήρανση μπορεί να σχετίζεται με φτωχότερο αυτοκαθαρισμό στον εγκέφαλο. Με την ηλικία, οι ανθρώπινοι εγκέφαλοι τείνουν να δημιουργούν λιγότερα αργά κύματα, τα οποία μπορεί να μειώσουν τη ροή του αίματος στον εγκέφαλο, καθώς και τους παλμούς του εγκεφαλονωτιαίου υγρού.
«Είναι τόσο δραματικό αποτέλεσμα», τονίζει ο Lewis. "[Το εγκεφαλονωτιαίο υγρό που παλλόταν στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια του ύπνου] ήταν κάτι που δεν γνωρίζαμε ότι συνέβη καθόλου, και τώρα μπορούμε απλά να ρίξουμε μια ματιά σε μια περιοχή του εγκεφάλου και να έχουμε αμέσως μια ανάγνωση της εγκεφαλικής κατάστασης που βρίσκεται κάποιος."
«Ποιοι είναι οι αιτιώδεις δεσμοί;»
Προς τα εμπρός, ο Lewis και οι συνάδελφοί του στοχεύουν να απαντήσουν σε μερικές ενδιαφέρουσες ερωτήσεις. Πρώτον, θα ήθελαν να στρατολογήσουν μια παλαιότερη ομάδα για την επόμενη μελέτη τους, προκειμένου να μάθουν εάν και πώς η φυσική γήρανση επηρεάζει την εργασία του εγκεφαλονωτιαίου υγρού στον εγκέφαλο.
Στη συνέχεια, θα ήθελαν επίσης να καθορίσουν πώς τα εγκεφαλικά κύματα, η ροή του αίματος στον εγκέφαλο και το εγκεφαλονωτιαίο υγρό καταφέρνουν να συγχρονιστούν προκειμένου να «ξεπλύνουν» τα απόβλητα.
«Βλέπουμε ότι η νευρική αλλαγή φαίνεται πάντα να συμβαίνει πρώτα και στη συνέχεια ακολουθείται από μια ροή αίματος από το κεφάλι και μετά από ένα κύμα εγκεφαλονωτιαίου υγρού στο κεφάλι», λέει ο Lewis. Ωστόσο, προσθέτει ότι παραμένουν πολλά άγνωστα.
Η ομάδα πιστεύει ότι όταν οι νευρώνες σβήνουν κατά τη διάρκεια του ύπνου, χρειάζονται λιγότερο οξυγόνο, γεγονός που οδηγεί σε αποστράγγιση αίματος από τον εγκέφαλο. Αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι η πίεση στον εγκέφαλο μειώνεται επίσης, και έτσι το εγκεφαλονωτιαίο υγρό πρέπει να αυξηθεί, ώστε να διατηρηθεί η φυσιολογική πίεση απουσία αίματος.
«Αλλά αυτή είναι μόνο μία πιθανότητα. Ποιοι είναι οι αιτιώδεις δεσμοί; Μήπως μία από αυτές τις διαδικασίες προκαλεί τις άλλες; Ή υπάρχει κάποια κρυφή δύναμη που τους οδηγεί όλους; "
Λόρα Λιούις
Αυτά είναι μερικά από τα ερωτήματα που παραμένουν αναπάντητα.
