Учёные из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили важную связь между качеством сна, накоплением токсичного белка бета-амилоида и ухудшением памяти в пожилом возрасте. Исследование показывает, что нарушения глубокого сна могут быть не просто одним из симптомов возрастных изменений мозга, а частью механизма, через который развивается нейродегенерация.
Сегодня болезнь Альцгеймера считается одной из самых серьёзных проблем, сопровождающих старение. Более 40 миллионов человек во всём мире уже имеют этот диагноз, и ожидается, что с увеличением продолжительности жизни число случаев будет стремительно расти.
Одним из главных биологических факторов, связанных с болезнью Альцгеймера, считается накопление в мозге белка бета-амилоида. Его токсичные отложения постепенно повреждают нейронные связи и нарушают работу мозга.
Однако долгое время оставалось не до конца понятно, каким именно образом эти изменения начинают влиять на память ещё до развития выраженной деменции.
Новое исследование предлагает возможный ответ: одним из промежуточных звеньев между накоплением бета-амилоида и ухудшением памяти может быть нарушение глубокого сна.
Почему сон оказался так важен
За последние годы исследователи всё чаще замечают, что связь между сном и болезнью Альцгеймера гораздо глубже, чем предполагалось раньше.
У людей с повышенным уровнем бета-амилоида нередко наблюдаются нарушения сна. Одновременно исследования показывают, что именно во время глубокого медленного сна мозг выполняет важнейшие процессы восстановления и очищения.
Особенно важна фаза глубокого non-REM сна - сна без быстрых движений глаз. Именно в это время возникают медленные мозговые волны, необходимые для закрепления памяти и нормальной работы мозга.
Кроме того, исследования последних лет показали, что во время глубокого сна клетки мозга немного уменьшаются в объёме, освобождая пространство для циркуляции спинномозговой жидкости. Благодаря этому мозг способен выводить токсичные продукты обмена, включая бета-амилоид.
По словам профессора нейронаук Мэттью Уокера:
«Сон помогает ночью очищать мозг от токсичных белков, не позволяя им накапливаться и потенциально разрушать клетки мозга. Это своего рода глубокая очистка мозга».
Что именно обнаружили исследователи
Команда учёных под руководством Мэттью Уокера, Брайса Мандера и Уильяма Джагуста провела исследование с участием 26 пожилых людей в возрасте от 65 до 81 года.
Важно, что у участников ещё не было диагностировано:
- деменции
- болезни Альцгеймера
- серьёзных нарушений сна
- или других нейродегенеративных заболеваний
Исследователи хотели понять, могут ли ранние изменения мозга, связанные с накоплением бета-амилоида, уже влиять на сон и память - ещё до появления выраженных симптомов болезни.
Для этого использовалось сразу несколько методов:
- PET-сканирование для измерения количества бета-амилоида в мозге
- EEG для регистрации мозговых волн во время сна
- fMRI для оценки активности мозга во время задач на память
Сначала участникам предложили запомнить 120 пар слов. После этого они спали восемь часов, а учёные фиксировали качество их сна и активность мозга. На следующее утро участники снова проходили тесты на память.
Как бета-амилоид влияет на память через сон
Результаты показали достаточно ясную закономерность.
У людей с более высоким уровнем бета-амилоида в медиальной лобной коре:
- качество глубокого сна было хуже
- медленные мозговые волны были слабее
- а результаты тестов на память - значительно ниже
Некоторые участники забывали более половины информации, которую выучили накануне.
Особенно важным оказалось то, что нарушение сна влияло на работу гиппокампа - области мозга, отвечающей за временное хранение воспоминаний.
В норме во время глубокого сна воспоминания постепенно переносятся из гиппокампа в более устойчивые долговременные хранилища коры мозга.
Уокер сравнивает этот процесс с переносом файлов:
- из временной памяти USB-накопителя
- на жёсткий диск компьютера для постоянного хранения.
Когда глубокий сон нарушается, этот процесс начинает давать сбой.
Именно поэтому исследователи предполагают, что бета-амилоид может ухудшать память не напрямую, а через разрушение качества сна.
Порочный круг
Самая важная идея исследования заключается в том, что между сном и нейродегенерацией, вероятно, существует двусторонняя связь.
Исследователи предполагают следующий механизм:
- В мозге начинает накапливаться бета-амилоид
- Бета-амилоид нарушает глубокий сон
- Из-за ухудшения сна мозг хуже очищается от токсичных белков
- Бета-амилоида становится ещё больше
- Нарушения памяти усиливаются
- Нейродегенеративный процесс постепенно ускоряется
По словам Уокера:
«Чем больше бета-амилоида в определённых областях мозга, тем меньше глубокого сна получает человек и тем хуже работает память. Но одновременно чем меньше глубокого сна, тем хуже мозг очищается от этого вредного белка. Возникает порочный круг».
При этом учёные подчёркивают: пока неизвестно, что возникает первым - нарушение сна или накопление бета-амилоида.
Почему это исследование важно
Главная ценность работы заключается в том, что она меняет сам взгляд на болезнь Альцгеймера.
Речь идёт не о состоянии, которое внезапно появляется в старости, а о длительном процессе, способном развиваться скрыто в течение многих лет.
И если сон действительно участвует в этом процессе, то он становится:
- возможным ранним маркером болезни
- потенциальной точкой профилактики
- и даже возможной и очень важной областью превенция
Качество сна необходимо держать под контролем и уделять этому достаточно внимания.
Среди возможных подходов:
- физическая активность
- поведенческая терапия
- методы нормализации циркадных ритмов
- а также технологии стимуляции мозговых волн во время сна
Как говорит Уокер:
«Это открытие даёт надежду. Сон может стать новым терапевтическим направлением в борьбе с ухудшением памяти у пожилых людей и даже у пациентов с деменцией».