Середа, 23 жовтня 2013 р. - Дослідження Медичного центру Університету Рочестера, Нью-Йорк, США, показує, що нещодавно виявлена система, яка виводить відходи з мозку, діє переважно під час сну. Це одкровення може перетворити розуміння вченими біологічних ефектів сну і вказати на нові способи лікування неврологічних розладів.
"Це дослідження показує, що мозок має різні функціональні стани, коли ви спите і коли прокидаєтесь", - сказала Майкен Недергаард, спів-директор Центру трансляційної нейромедицини в Медичному центрі Рочестерського університету (URMC) та головний автор робота "Насправді відновлювальний характер сну, здається, є результатом активної ліквідації побічних продуктів нейронної діяльності, що накопичуються під час неспання", - додає він.
Дослідження, опубліковане в четвер в журналі «Science», виявляє, що унікальний метод мозку для вивезення відходів, відомий як «глімфатична» система, дуже активний під час сну, виводячи токсини, що відповідають за захворювання Альцгеймера та інші неврологічні порушення. Крім того, дослідники виявили, що під час сну клітини головного мозку зменшуються в розмірах, що дозволяє утилізувати відходи більш ефективно.
Відомо, що практично всі види тварин, починаючи з плоду, летячи до правильного кита, сплять певним чином, але цей період затримки має значні недоліки, особливо коли хижаки знаходяться на гойдалці. Це спонукало нас до думки, що якщо сон не виконує істотної біологічної функції, то це, мабуть, одна з найбільших помилок еволюції.
Хоча останні результати показують, що сон може допомогти зберігати та закріпити спогади, але ці переваги, схоже, не долають вразливості, що змушує вчених припускати, що для циклу сну-неспання має бути важливіша функція.
Ці нові результати додаються до відкриття, зробленого минулого року Недергаардом та його колегами щодо існування в мозку унікальної системи, яка виводить відходи, досі невідомі. Система, відповідальна за виведення клітинних відходів у іншій частині тіла, лімфатична система, не поширюється на систему мозку, оскільки мозок підтримує власну закриту "екосистему" і захищена складною системою молекулярних шлюзів, званої гематоенцефалічний бар'єр, який ретельно контролює те, що входить і залишає мозок.
Цей процес очищення раніше не був виявлений, оскільки його можна спостерігати лише в живому мозку, що було неможливо до появи нових технологій візуалізації, тобто мікроскопії двох фотонів. Завдяки цим методам дослідники змогли спостерігати за мишами, чий мозок дуже схожий на людину, що еквівалентно системі трубопроводів між кровоносними судинами мозку та перекачуванням спинномозкової рідини (ЦСЖ) через тканини мозку, виводячи відходи в кровоносну систему, де вони, нарешті, пробиваються до загальної системи кровообігу і, зрештою, печінки.
Своєчасне видалення відходів з головного мозку має важливе значення при неконтрольованому накопиченні токсичних білків, таких як бета-амілоїд, що може призвести до хвороби Альцгеймера. Насправді майже всі нейродегенеративні захворювання пов’язані зі скупченням відходів продуктів з клітин.
Одним із підказків, який припускав, що «глімфатична» система може бути активнішою під час сну, - це той факт, що кількість споживаної енергією мозку різко не зменшується під час сну. Оскільки перекачування CSF вимагає багато енергії, дослідники припускали, що процес очищення може бути не сумісний з функціями, які повинен виконувати мозок, коли ми не спимо і активно обробляємо інформацію.
Через серію експериментів на мишах вчені зауважили, що «глімфатична» система була майже в десять разів активнішою під час сну і що мозок усував значно більше бета-амілоїду, коли гризуни сплять.
Ще одна дивна знахідка полягала в тому, що клітини мозку під час сну «скорочуються» на 60 відсотків, скорочення яких створює більше простору між клітинами і дозволяє КСВ вільніше митися через тканини мозку. На противагу цьому, коли прокидаються, клітини мозку знаходяться ближче один до одного, обмежуючи потік ЧСС.
Дослідники відзначили, що гормон, званий норадреналін, менш активний у сні. Цей нейромедіатор, як відомо, кидається у сплески, коли мозок має насторожитися, як правило, у відповідь на страх чи інші зовнішні подразники, тому дослідники припускають, що норадреналін може служити "регуляторним господарем" контролю. скорочення та розширення клітин мозку під час циклів сну-неспання.
"Ці результати мають важливе значення для лікування захворювань бруду в мозку, таких як Альцгеймер", - сказав Недергаард. На його думку, розуміння того, як і коли мозок активує «глімфатичну» систему та очищає відходи, є важливим першим кроком у спробах потенційно модулювати цю систему та змусити її працювати ефективніше.
Джерело:
Теги:
Психологія Вирізати І Дитина Препарати
"Це дослідження показує, що мозок має різні функціональні стани, коли ви спите і коли прокидаєтесь", - сказала Майкен Недергаард, спів-директор Центру трансляційної нейромедицини в Медичному центрі Рочестерського університету (URMC) та головний автор робота "Насправді відновлювальний характер сну, здається, є результатом активної ліквідації побічних продуктів нейронної діяльності, що накопичуються під час неспання", - додає він.
Дослідження, опубліковане в четвер в журналі «Science», виявляє, що унікальний метод мозку для вивезення відходів, відомий як «глімфатична» система, дуже активний під час сну, виводячи токсини, що відповідають за захворювання Альцгеймера та інші неврологічні порушення. Крім того, дослідники виявили, що під час сну клітини головного мозку зменшуються в розмірах, що дозволяє утилізувати відходи більш ефективно.
Відомо, що практично всі види тварин, починаючи з плоду, летячи до правильного кита, сплять певним чином, але цей період затримки має значні недоліки, особливо коли хижаки знаходяться на гойдалці. Це спонукало нас до думки, що якщо сон не виконує істотної біологічної функції, то це, мабуть, одна з найбільших помилок еволюції.
Хоча останні результати показують, що сон може допомогти зберігати та закріпити спогади, але ці переваги, схоже, не долають вразливості, що змушує вчених припускати, що для циклу сну-неспання має бути важливіша функція.
Ці нові результати додаються до відкриття, зробленого минулого року Недергаардом та його колегами щодо існування в мозку унікальної системи, яка виводить відходи, досі невідомі. Система, відповідальна за виведення клітинних відходів у іншій частині тіла, лімфатична система, не поширюється на систему мозку, оскільки мозок підтримує власну закриту "екосистему" і захищена складною системою молекулярних шлюзів, званої гематоенцефалічний бар'єр, який ретельно контролює те, що входить і залишає мозок.
Цей процес очищення раніше не був виявлений, оскільки його можна спостерігати лише в живому мозку, що було неможливо до появи нових технологій візуалізації, тобто мікроскопії двох фотонів. Завдяки цим методам дослідники змогли спостерігати за мишами, чий мозок дуже схожий на людину, що еквівалентно системі трубопроводів між кровоносними судинами мозку та перекачуванням спинномозкової рідини (ЦСЖ) через тканини мозку, виводячи відходи в кровоносну систему, де вони, нарешті, пробиваються до загальної системи кровообігу і, зрештою, печінки.
Своєчасне видалення відходів з головного мозку має важливе значення при неконтрольованому накопиченні токсичних білків, таких як бета-амілоїд, що може призвести до хвороби Альцгеймера. Насправді майже всі нейродегенеративні захворювання пов’язані зі скупченням відходів продуктів з клітин.
Одним із підказків, який припускав, що «глімфатична» система може бути активнішою під час сну, - це той факт, що кількість споживаної енергією мозку різко не зменшується під час сну. Оскільки перекачування CSF вимагає багато енергії, дослідники припускали, що процес очищення може бути не сумісний з функціями, які повинен виконувати мозок, коли ми не спимо і активно обробляємо інформацію.
ДО ДЕСЯТИ ЧАСІВ БІЛЬШЕ АКТИВНІ
Через серію експериментів на мишах вчені зауважили, що «глімфатична» система була майже в десять разів активнішою під час сну і що мозок усував значно більше бета-амілоїду, коли гризуни сплять.
Ще одна дивна знахідка полягала в тому, що клітини мозку під час сну «скорочуються» на 60 відсотків, скорочення яких створює більше простору між клітинами і дозволяє КСВ вільніше митися через тканини мозку. На противагу цьому, коли прокидаються, клітини мозку знаходяться ближче один до одного, обмежуючи потік ЧСС.
Дослідники відзначили, що гормон, званий норадреналін, менш активний у сні. Цей нейромедіатор, як відомо, кидається у сплески, коли мозок має насторожитися, як правило, у відповідь на страх чи інші зовнішні подразники, тому дослідники припускають, що норадреналін може служити "регуляторним господарем" контролю. скорочення та розширення клітин мозку під час циклів сну-неспання.
"Ці результати мають важливе значення для лікування захворювань бруду в мозку, таких як Альцгеймер", - сказав Недергаард. На його думку, розуміння того, як і коли мозок активує «глімфатичну» систему та очищає відходи, є важливим першим кроком у спробах потенційно модулювати цю систему та змусити її працювати ефективніше.
Джерело:
