Какой сон лучше «промывает» мозг?

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что медленная и стабильная деятельность мозга и сердечно-легочной системы, связанная с глубоким не-быстрым (nonREM) сном, являются оптимальной для функционирования глимфатической системы – уникального механизма для удаления отходов из замкнутой экосистемы мозга. Результаты помогают понять, почему некоторые формы анестезии могут привести к когнитивным нарушениям у пожилых людей, а также объясняют связь между старением, недосыпанием и повышенным риском болезни Альцгеймера.

Астроциты (зелёный) и аквапорины (фиолетовый) — основные составляющие глимфатической системы


Глимфатическая система была впервые описана Майкен Недергаард и ее коллегами в 2012 году. Так называемая «канализационная система мозга» перекачивает спинномозговую жидкость через ткани головного мозга, вымывая отходы. Показано, что эта система работает преимущественно пока мы спим.

Поскольку накопление токсичных белков (бета-амилоид, тау-протеин) связано с развитием болезни Альцгеймера, исследователи предполагают, что нарушения в работе глимфатической системы в связи с некачественным сном могут провоцировать развитие этой болезни. Это согласуется и с клиническими наблюдениями, показывающими связь между недостатком сна и повышенным риском развития Альцгеймера.

«Сон имеет решающее значение для функционирования системы удаления отходов мозга, и наше исследование показывает, что чем глубже сон, тем лучше, — говорит Майкен Недергаард, доктор медицинских наук, со-директор Центра трансляционной нейромедицины при Рочестерском университете и ведущий автор исследования. — Эти данные также дополняют накапливающиеся доказательства того, что плохое качество сна или недосыпание могут предсказать возникновение болезни Альцгеймера и деменции».

В новой работе исследователи провели эксперименты с мышами, которых анестезировали шестью различными способами. Пока животные находились под наркозом, ученые отслеживали электрическую активность мозга, сердечно-сосудистую активность и фиксировали интенсивность потока спинномозговой жидкости через мозг. Было отмечено, что комбинация

кетамина и ксилазина (К/Х) наиболее точно имитировала медленную и устойчивую электрическую активность мозга в диапазоне дельта-ритма и замедленный сердечный ритм, связанные с глубоким не-быстрым сном. Кроме того, электрическая активность мозга мышей, которым вводили K/X, оказалась оптимальной для работы глимфатической системы.

Исследование затрагивает несколько важных клинических проблем. Оно еще раз подтверждает взаимосвязь между качеством сна, его возрастными изменениями и развитием болезни Альцгеймера: известно, что с возрастом снижается количество времени, проведенного в глубоком сне небыстрой фазы. Исследование подчеркивает важность глубокого сна для правильного функционирования глимфатической системы и также демонстрирует возможность манипуляции данной системой путем регуляции времени и фаз сна, что может найти клиническое применение: например, терапия сном для пациентов группы риска.

Более того, поскольку несколько из применявшихся в экспериментах соединений были аналогичны анестетикам, используемым в клинической практике, исследование также проливает свет на когнитивные сложности, которые испытывают люди старшего возраста после операций под общим наркозом. Подбор правильных препаратов для анестезии необычайно важен: у мышей, которым вводили анестетик, не способный индуцировать медленноволновую активность, наблюдалась пониженная активность глимфатической системы.


Текст: Диана Галимова

Increased glymphatic influx is correlated with high EEG delta power and low heart rate in mice under anesthesia by Lauren M. Hablitz, Hanna S. Vinitsky, Maiken Nedergaardet al in Science Advances. Published February 2019.

 

http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aav5447

 

Еще одна причина спать восемь часов

Врачи рекомендуют спать не менее 8 часов – это всем известно. Но почему именно 8? Количество часов сна, конечно, индивидуально, и зависит от различных особенностей…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 130: почему, когда болеешь, хочется спать

Изучив более 12 000 особей дрозофил, ученые из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете идентифицировали ген под названием nemuri (от японского nur – сон), который заставляет нас больше…

Так сколько нам нужно спать: не больше, не меньше?

Учёные определили нужную продолжительность сна, необходимую для оптимальной работы мозга: она составила от 7 до 8 часов. В своём новом исследовании они также выяснили, что…

«Спринтерский» сон: организм — против

Многие люди грезят о том, чтобы поспать чуть дольше, чем обычно, так как чаще всего они спят гораздо меньше, чем рекомендуется для нормального самочувствия. При…

Боль и бессонница: как выбраться из замкнутого круга?

Почему человек не может заснуть? Виновными могут оказаться самые различные факторы, но если у него есть очаг хронической боли, то ответ становится очевидным. Между хронической…