Ученые: хороший сон очищает головной мозг от токсинов

Хороший ночной отдых может в буквальном смысле очистить головной мозг. Используя в своих исследованиях мышей, ученые впервые показали, что пространство между клетками мозга может увеличиться во время сна, что позволяет мозгу избавиться от токсинов, которые накапливаются во время бодрствования, сообщает mindbrain.ru.

«Сон изменяет клеточную структуру мозга. Похоже, что это совершенно разные состояния», — сказал Маикен Недергаард (Maiken Nedergaard), доктор медицинских наук, соруководитель Center for Translational Neuromedicine при Медицинском центре в Рочестерском университете (англ. University of Rochester Medical Center)в Нью-Йорке, и руководитель исследования.

На протяжении веков ученые и философы задавались вопросом, почему люди спят и как сон влияет на головной мозг. Только недавно ученые выяснили, что сон играет важную роль при хранении воспоминаний. В этом исследовании доктор Недергаард и ее коллеги неожиданно обнаружили, что сон является тем периодом, при котором мозг очищает себя от токсичных молекул.

Их результаты, опубликованные в журнале Science показывают, что во время сна может открыться глимфатическая система, которая пропускает быстрый поток жидкости через мозг. Лаборатория доктора Недергаарда недавно обнаружила, что глимфатическая система помогает контролировать поток спинномозговой жидкости (ликвор) — прозрачной жидкости, окружающей головной и спинной мозг.

Первоначально исследователи изучали системы путем введения красителя в спинномозговую жидкость мышей и одновременно наблюдали за электрической активностью мозга. Краситель протекал быстрее, когда мыши находились без сознания, либо спали, либо находились под наркозом. В противоположность этому, краситель едва протекал, когда мыши находились в полном сознании.

«Мы были удивлены тем, как мало жидкости протекало через мозг, когда мыши бодрствовали», — сказала доктор Недергаард. «Мы предложили, что пространство между клетками мозга сильно изменялось при сознательном и бессознательном состояниями».

Чтобы проверить эту идею исследователи использовали электроды, которые внедрили в мозг, дабы непосредственно измерить пространство между клетками головного мозга. Они обнаружили, что пространство внутри мозга увеличилось на 60 процентов, когда мыши спали или находились под наркозом.

«Это некоторые занимательные изменения в межклеточном пространстве», — сказал Чарльз Николсон, доктор философии, профессор в Langone Medical Center при Нью-Йоркском университете (англ. New York University), эксперт в измерении динамики потока жидкости в головном мозге и как она влияет на связи нервных клеток.

Некоторые клетки головного мозга, называемые глия, сжимаясь или разжимаясь, тем самым контролируя поток жидкости, проходящий через глимфатическую систему. Норадреналин является гормоном, который также управляет объемом клеток. Подобно анестезии, ввод препаратов, которые блокируют норадреналин и вызывают бессознательное сознание, увеличился поток жидкости и пространство между клетками, что также подтверждает связь между глимфатической системой и сознанием.

Предыдущие исследования показали, что токсичные молекулы, участвующие в нейродегенеративных расстройствах накапливатся в пространстве между клетками головного мозга. В этом исследовании ученые проверяли, действительно ли глимфатическая система управляет отчищающим процессом, путем введения мышам маркированного бета-амилоида — белка, связанного с болезнью Альцгеймера, и измерили продолжительность этого действия в спящем и не спящем состояниях. В головном мозге мышей бета-амилоид исчезал быстрее, когда мыши спали. Из этого следует, что сон очищает головной мозг от токсичных молекул.

«Эти результаты могут иметь далеко идущие последствия для нескольких неврологических расстройств», — сказал Джим Кениг, доктор философии и директор программы NINDS. «Это означает, что клетки регулирующие глимфатическую систему могут предоставить новые способы для лечения ряда заболеваний».

Данное исследование финансировалось Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (англ. National Institute of Neurological Disorders and Stroke; NINDS).