Разгадан механизм того, как наш мозг «промывается», пока мы спим

«Покой нам только снится» — это не просто крылатая фраза, но и анатомически доказанный факт: во время ночного сна наш мозг выдает электрические импульсы, которые указывают на его активную работу. И ученым удалось выяснить, что в нем происходит, сообщает Вашингтонскоий университет в Сент-Луисе (США).

Новое исследование дало понять, что эта активность неспроста похожа на волны: во время сна из нашего мозга буквально вымывается мусор. Поток направляют множество нейронов, которые координируют свою работу — и как раз их взаимодействие фиксируют приборы ученых.

«Если мы сможем развивать этот процесс, появится возможность отсрочить или даже предотвратить неврологические заболевания, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, при которых метаболические отходы и ненужные белки, накапливаются в мозге и приводят к нейродегенерации», — объяснил первый автор исследования Ли-Фэн Цзян-Се.

Но как накапливается этот мусор? Нейроны управляют мыслями и чувствами, движениями тела, образуют динамические сети, необходимые для формирования памяти и решения проблем. Все это очень энергозатратно, и клеткам мозга требуется топливо — питательные вещества. Остатки веществ становятся метаболическими отходами, которые нужно убрать из мозга. Но сделать это непросто. Для промывки используется спинномозговая жидкость, постоянно циркулирующая не только в спинном, но и в головном мозге. Она проходит через разные отделы, собирая мусор, и выносит его прочь для дальнейшей переработки и выведения из организма.

Изучая мозг спящих мышей, исследователи разобрались, как именно нейроны управляют «генеральной уборкой», посылая электрические сигналы. В ходе экспериментов также стало понятно, что важна целостность волны: если «выключить» какой-то из участков, то чистая спинномозговая жидкость не сможет туда протечь, а значит, нарушится весь процесс очистки.

«Одна из причин, по которой мы спим, — это очищение мозга. И если мы сможем улучшить этот процесс, возможно, сможем спать меньше и оставаться здоровыми. Мыши, которые генетически запрограммированы меньше спать, имеют здоровый мозг. Может быть, потому, что они более эффективно очищают его от отходов? Можем ли мы помочь страдающим бессонницей людям, усилив очищающие способности их мозга, чтобы они могли обходиться меньшим количеством сна?» — рассуждает профессор Джонатан Кипнис.

Уже удалось выяснить, что динамика волн меняется в течение сна: более интенсивные мозговые волны с большей амплитудой перемещают жидкость с большей силой. Теперь исследователи стараются понять, от чего зависит ритм этих излучений и какие области мозга наиболее уязвимы к накоплению отходов.

Стоит отметить, что недавно ученые этого же университета опубликовали еще одно исследование касательно «генеральной уборки» мозга во время сна. Только в нем речь идет не о «промывке», а о «раскладывании по полочкам». Выяснилось, что он приходит к состоянию хрупкого равновесия между хаосом и упорядоченностью, в котором может функционировать наиболее эффективно. Именно поэтому с утра нам обычно думается лучше, ведь к вечеру это равновесие уже сильно нарушено.