Думка Доброї ночі
Марія Коннікова
СОН здається цілком тонкою втратою часу. Чому наші тіла еволюціонують, витрачаючи майже одну третину нашого життя повністю поза цим, коли замість цього ми можемо робити щось корисне чи захоплююче? Щось, що, як додатковий бонус, мало б шансів повернути нас назад, коли ми спали в савані?
"Сон - це настільки небезпечна справа, коли ти перебуваєш у дикій природі", - сказала мені Майкен Недергаард, датський біолог, який керував дослідженнями функції сну в медичній школі Університету Рочестера. «Вона повинна мати основну еволюційну функцію. Інакше його було б ліквідовано ”.
Ми вже деякий час знаємо, що сон має важливе значення для формування та зміцнення спогадів і що він відіграє центральну роль у формуванні нових нейрональних зв’язків та обрізанні старих. Але цього навряд чи вистачає, щоб ризикувати смертю леопарда вночі. "Якби сон був лише для того, щоб згадати, що ви робили вчора, це було б недостатньо важливим", - пояснює доктор Недергоард.
У серії нових досліджень, опублікованих цієї осені в журналі Science, лабораторія Nedergaard, нарешті, може пролити світло на те, що саме буде досить важливим. Виявляється, сон може зіграти вирішальну роль у фізіологічному забезпеченні нашого мозку. Коли ваше тіло спить, ваш мозок досить активно виконує роль психічного прибиральника: це очищає все сміття, що накопичилося в результаті вашого щоденного мислення.
Згадайте, що відбувається з вашим тілом під час фізичних вправ. Ви починаєте сповнені енергії, але досить швидко ваше дихання стає нерівномірним, м’язи втомлюються, а ваша витривалість рухається своїм шляхом. Що відбувається внутрішньо, це те, що ваше тіло не в змозі доставити кисень досить швидко до кожного м’яза, який потребує цього, і натомість створює необхідну енергію анаеробно. І хоча цей процес дозволяє продовжувати рух, побічним ефектом є накопичення токсичних побічних продуктів у м’язових клітинах. Ці побічні продукти очищаються лімфатичною системою організму, що дозволяє відновити нормальну роботу без постійних пошкоджень.
Лімфатична система служить хранителем організму: щоразу, коли утворюються відходи, вони змітають їх з собою. Однак мозок знаходиться поза зоною досяжності - незважаючи на той факт, що ваш мозок витрачає близько 20 відсотків енергії вашого тіла. Як тоді очищаються його відходи - як бета-амілоїд, білок, пов’язаний із хворобою Альцгеймера? Що відбувається з усіма обгортками та залишками, що засмічують кімнату після будь-яких розумових тренувань?
"Подумайте про аквариум", - каже доктор Недергаард. “Якщо у вас є бак і немає фільтра, риба врешті загине. Отже, як клітини мозку позбавляються від своїх відходів? Де їх фільтр? "
ДО декількох років тому переважаюча модель базувалася на переробці: мозок позбувався власних відходів, не тільки бета-амілоїду, але й інших метаболітів, розщеплюючи їх та переробляючи на рівні окремих клітин. Коли цей процес врешті-решт не вдався, накопичення призведе до вікового зниження когнітивних функцій та таких захворювань, як хвороба Альцгеймера. Це "не мало сенсу" для доктора Недергарда, який каже, що "мозок занадто зайнятий, щоб переробляти" всю свою енергію. Натомість вона запропонувала мозок, еквівалентний лімфатичній системі, мережу каналів, що виводили токсини за допомогою водянистої спинномозкової рідини. Вона назвала це глімфатичною системою, що свідчить про її залежність від гліальних клітин (підтримуючих клітин мозку, які в основному працюють для підтримки гомеостазу та захисту нейронів) та її функції як свого роду паралельної лімфатичної системи.
Навряд чи вона була першою, хто задумався про ці терміни. "Це було запропоновано близько ста років тому, але вони не мали інструментів для його належного вивчення", - каже вона. Однак, завдяки вдосконаленим мікроскопам і методам фарбування, її команда виявила, що інтерстиціальний простір мозку - заповнена рідиною область між клітинами тканини, яка займає близько 20 відсотків загального обсягу мозку - в основному присвячена фізичному видаленню клітин щодня відходи.
Коли члени команди доктора Недергаарда вводили невеликі флуоресцентні індикатори в лікворі знеболених мишей, вони виявили, що індикатори швидко потрапляли в мозок - і, зрештою, виходили з нього - за допомогою конкретних, передбачуваних шляхів.
Наступним кроком було побачити, як і коли, власне, глімфатична система зробила свою роботу. "Ми вважали, що для цього процесу очищення знадобиться колосальна енергія", - говорить доктор Недергаард. "І тому ми запитали, можливо, це те, що ми робимо, коли спимо, коли мозок насправді не обробляє інформацію".
У серії нових досліджень на мишах її команда виявила саме таке: коли мозок миші спить або знаходиться під наркозом, він зайнятий очищенням відходів, що накопичилися в режимі неспання.
У мозку миші інтерстиціальний простір займає менше місця, ніж у нас, приблизно 14 відсотків від загального обсягу. Доктор Недергаард виявив, що коли миші спали, вона набрякла до понад 20 відсотків. В результаті спинномозкова рідина могла не тільки вільніше текти, але й могла проникати далі в мозок. У пробудженому мозку воно тече лише вздовж поверхні мозку. Дійсно, неспання складало лише 5 відсотків потоку сну. У сплячому мозку відходи очищалися в два рази швидше. «Ми майже не бачили надходження спинномозкової рідини в мозок, коли миші не спали, але тоді, коли ми їх знеболили, воно почало текти. Це така велика різниця, що я постійно боявся, що щось не так ”, - каже доктор Недергаард.