Словосочетание «промывание мозгов» обычно вызывает негативные ассоциации. Но от этого точно зависит здоровье нашего мозга. Ученые из Университета Осло (University of Oslo) недавно сделали новые и важные открытия о том, как и почему это происходит, когда мы спим.
Кровеносные сосуды в мозге сужаются и расширяются по определенным схемам, пока мы спим, и это, вероятно, один из ключевых механизмов, управляющих очисткой нашего мозга от вредных веществ.
«Наши открытия могут помочь нам найти новые способы лечения или даже предотвращения болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. Эти открытия также могут помочь в разработке стратегий более эффективной доставки лекарственных препаратов в мозг», — объясняет Руне Энгер (Rune Enger) из Центра Леттена в Медицинском университете Осло (Letten Centre at the University of Oslo).
Мозг промывается, когда вы спите
«Промывание мозгов», или очистка от мозговых отходов — это процесс удаления вредных отходов из мозга. Мозг постоянно производит отходы, и если их накапливается слишком много, это повышает риск болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
«Процесс «промывания мозгов» намного эффективнее, когда вы спите, чем когда бодрствуете. Причина этого пока не ясна», — комментирует Энгер, работающий в Институте фундаментальных медицинских наук (Institute of Basic Medical Sciences) и являющийся последним автором новой статьи, опубликованной в Nature Communications.
Кровеносные сосуды в мозгу расширяются и сужаются по определенным схемам, пока мы спим
Продукты жизнедеятельности мозга удаляются по специализированным туннелям вокруг кровеносных сосудов головного мозга. Поэтому движение кровеносных сосудов может повлиять на этот процесс. Исследователи заставили мышей спать естественным образом, а затем изучили, что происходит в их мозгу, с помощью усовершенствованного лазерного микроскопа.
Они обнаружили, что кровеносные сосуды в головном мозге, особенно артерии, расширялись и сужались определенным образом, пока мыши спали. У бодрствующих мышей таких движений не наблюдалось. Эти движения, вероятно, перекачивают жидкости вокруг мозга, когда мы спим, очищая его от шлаков.
Не только глубокий сон важен для избавления мозга от шлаков
До сих пор считалось, что только глубокий сон участвует в очищении от шлаков. Тем не менее, в этом исследовании ученые наблюдали нечто поразительное: кровеносные сосуды в мозге сужались и расширялись по схеме, уникальной для каждой стадии сна всего цикла сна, включая глубокий сон, быстрый сон и даже краткие пробуждения, которыми приправлен наш ночной сон и являющиеся естественной частью цикла сна.
Во время глубокого сна артерии медленно расширялись и сужались, но по мере того, как мыши переходили в фазу быстрого сна, эти колебания становились меньше, в то время как артерии медленно расширялись. В фазе быстрого сна артерии оставались расширенными, а затем быстро сжимались в конце цикла сна до того же размера, что и перед засыпанием. Такие сужения также случались во время кратковременных пробуждений, которые мы испытываем во сне.
«Как будто каждая часть цикла сна имеет свой уникальный танец мозговых артерий», — добавляет один из первых авторов исследования, доктор Лаура Боярскайте (Laura Bojarskaite).
Прокачка кровеносных сосудов увеличивает поток мозговой жидкости и транспорт молекул
Исследователи увидели, что эти расширения и сужения артерий, зависящие от цикла сна, влияют на размер каналов вокруг кровеносных сосудов, которые важны для транспортировки жидкостей и молекул в головном мозге. Эти каналы расширялись и сужались вместе с кровеносными сосудами, что привело Энгера и его коллег к мысли, что поток жидкости также был затронут.
Затем исследователи перешли к биомеханическому компьютерному моделированию и симуляции.
«Подводя итог, мы обнаружили, что расширение и сужение артерий и одновременные изменения в каналах вокруг них играют большую роль как в потоке жидкости, так и в транспорте веществ в мозге», — заключает Кент-Андре Мардал (Kent-Andre Mardal), который руководил в исследовании работой по компьютерному моделированию.
Ученые считают, что это новое исследование может объяснить, почему поток жидкости и удаление отходов в мозгу отличается, когда вы спите, по сравнению с тем, когда вы бодрствуете, и определяет динамику кровеносных сосудов во сне как потенциальную цель для предотвращения нейродегенеративных заболеваний и для улучшения доставки лекарственных препаратов в мозг.
Авторы другого исследования утверждают, что кетамин может быть полезен при лечении повреждения головного мозга у детей.
