Somnul poate declanșa spălarea puterii ritmice în creier

La fiecare 20 de secunde, un val de lichid cefalorahidian proaspăt se rostogolește în creierul adormit. Aceste explozii lente, ritmice, descrise pentru prima dată în 1 noiembrie Ştiinţăpoate ajuta la explicarea de ce somnul este atât de important pentru sănătatea creierului.

Studiile pe animale au arătat că lichidul, numit LCR, poate spăla din creier proteinele dăunătoare, inclusiv cele implicate în boala Alzheimer. Noile rezultate sporesc ideea că o spălare similară se întâmplă la oamenii adormiți.

Cercetătorii au studiat 13 tineri sănătoși, într-un scaner RMN, în timp ce au căzut în somn non-REM, tipul de somn care ocupă cea mai mare parte a nopții. În același timp, oamenii de știință au monitorizat diferite tipuri de activitate în capul participanților. Electrozii au măsurat activitatea unor colecții mari de celule nervoase, iar RMN funcțional a măsurat prezența sângelui oxigenat care dă energie acelor celule nervoase. Folosind o formă de fMRI rapid, echipa a măsurat, de asemenea, un alt tip de activitate – mișcările LCR din creier.

RMN-ul rapid a dezvăluit valuri de LCR proaspăt care curgeau ritmic în creierul adormit, un model care era evident – ​​și mare, spune coautorul studiului Laura Lewis, neuroștiință și inginer la Universitatea din Boston. „Nu mi-a sărit niciodată ceva în această măsură”, spune ea. „A fost foarte izbitor.”

În timpul somnului non-REM, sângele (colorat în roșu) curge din creier chiar înainte ca un val de lichid cefalorahidian (albastru) să intre, intrând dintr-o parte inferioară numită al patrulea ventricul. Acel lichid cefalorahidian poate ajuta la curățarea proteinelor dăunătoare din creier.

Oamenii treji au valuri mici, blânde de LCR, care sunt în mare parte legate de tiparele de respirație. În schimb, undele de somn au fost tsunami. „Valurile pe care le-am văzut în timpul somnului au fost mult, mult mai mari și cu viteză mai mare”, spune Lewis.

Aceste unde LCR au fost legate de alte tipuri de unde din creier, au descoperit cercetătorii. În primul rând, un val lent de activitate electrică a celulelor nervoase – genul care indică somnul non-REM – mătură creierul. Apoi, nivelurile de oxigen din sângele creierului scad, reprezentând o scurgere de sânge. Și în cele din urmă, posibil pentru a lua locul sângelui care iese, valul de LCR se rostogolește în creier.

Studiul „leagă în mod elegant o serie de subiecte aparent neînrudite în neuroștiință, inclusiv somnul, undele cerebrale, fluxul de lichid cefalorahidian și fluxul sanguin”, spune Maiken Nedergaard, neuroștiință la Centrul Medical al Universității Rochester din New York.

Nu este încă clar cum sunt legate între ele diferitele valuri. Lewis și colegii ei plănuiesc să testeze dacă un eveniment le provoacă pe celelalte.

Observarea acestor unde puternice de LCR în creierul adormit crește posibilitatea ca acestea să poată elimina deșeurile dăunătoare din creier (SN: 7/15/18). Nedergaard și colegii ei au descoperit că LCR care intră în creierul șoarecilor poate transporta beta-amiloid, o proteină lipicioasă care se acumulează în boala Alzheimer. Când șoarecii adorm, mai mult LCR intră în creierul lor și mai mult beta-amiloid este eliminat, sugerează studiile ei. Găsirea unui aflux de LCR la oamenii adormiți „este cu adevărat o mișcare semnificativă”, spune Nedergaard.

Studierea undelor puternice de LCR la persoanele cu boala Alzheimer ar putea dezvălui noi aspecte ale tulburării, spune Lewis. Valurile lente ale activității electrice a celulelor nervoase în timpul somnului sunt cunoscute că scad odată cu vârsta, iar declinul este deosebit de sever la persoanele cu boala Alzheimer. Acest declin, spune Lewis, ar putea însemna că undele LCR sunt diminuate și la acești oameni, o absență care ar putea lăsa mai multe proteine ​​toxice să rămână în jur.