Глубокий сон буквально очищает мозг: ученые доказали это
Новое исследование раскрывает, как во время глубокого сна мозг избавляется от токсичных продуктов обмена, поддерживая его здоровье. Открытие ученых из Дании проливает свет на то, как нарушения сна могут влиять на когнитивные функции и способствовать развитию неврологических заболеваний.
Эксперты уже давно знают о существовании в мозге уникальной системы выведения отходов, называемой глимфатической системой. По этой системе циркулирует жидкость в головном и спинном мозге, удаляя токсичные белки, которые могут образовывать липкие бляшки, приводящие к таким патологиям как болезнь Альцгеймера. Однако механизм, запускающий глимфатическую систему, оставался загадкой до недавнего времени.
Команда датских ученых обнаружила, что ключевую роль в этом процессе играют молекулы норадреналина. Во время глубокого сна ствол мозга выделяет небольшие порции норадреналина примерно раз в 50 секунд. Они вызывают сокращение кровеносных сосудов, создавая ритмичную пульсацию, которая способствует движению жидкости и выведению токсинов.
«Это похоже на то, как вы включаете посудомоечную машину перед сном, а утром просыпаетесь с чистой кухней — или, в нашем случае, с очищенным мозгом,» — поясняет ведущий автор работы Майкен Недергаард из Университета Рочестера и Копенгагенского университета.
В своей работе специалисты сосредоточились на том, что происходит в мозге мышей во время сна, изучая связь между норадреналином и кровотоком. Они обнаружили, что уровни норадреналина связаны с колебаниями объема крови в мозге, что указывает на то, что норадреналин запускает ритмичную пульсацию в сосудах. Эти изменения объема крови в свою очередь влияют на движение мозговой жидкости, помогая ей удалять отходы.
«Норадреналин можно представить в виде дирижера оркестра,» — объясняет соавтор исследования Натали Хоглунд из Копенгагенского университета. «Сосуды гармонично сужаются и расширяются, что позволяет спинномозговой жидкости эффективно промывать мозг и выводить продукты обмена.»
Однако не любой сон одинаково полезен. Чтобы проверить это, ученые дали мышам популярное снотворное средство — золпидем. Хотя препарат ускорял засыпание, количество волн норадреналина во время глубокого сна у этих мышей было на 50% ниже, чем у тех, кто засыпал естественным образом. Кроме того, транспорт жидкости в мозге у мышей, получавших золпидем, снизился более чем на 30%. Это свидетельствует о том, что снотворные могут нарушать процесс очищения мозга.
«Все больше людей используют препараты для улучшения сна, и важно понимать, насколько здоровым является такой сон,» — отмечает Хоглунд. «Если мозг не получает всей пользы от сна, люди должны знать об этом, чтобы осознанно принимать решения о приеме снотворных средств.»
Хотя исследование проводилось на мышах, ученые полагают, что полученные результаты применимы и к людям, поскольку у них также есть глимфатическая система. У людей наблюдаются схожие волнообразные повышения уровня норадреналина, паттерны кровотока и движения мозговой жидкости. Поэтому, возможно, открытие экспертов из Дании может объяснить, как хронические нарушения сна способствует развитию таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.
Ранее специалисты нашли еще один полезный эффект сна.