Спати. Третина нашого життя - це майже сон, але чи справді ми розуміємо, про що вся ця справа?

спати

Дві тисячі років тому Гален, один з найбільших лікарів стародавнього світу, вважав, що коли прокидається, рушійна сила мозку, рідина мозку, витікає в решту тіла, наповнює його життям і мозок пересихає. Він вірив, що під час сну рідини, що наповнювали решту тіла, будуть бурчати назад, зволожуючи мозок і освіжаючи розум. Ну, звичайно, це сьогодні звучить безглуздо, але саме так Гален намагався пояснити щось про сон, який ми переживаємо щодня. Оскільки ми всі на власному досвіді знаємо, що сон очищає розум, і якщо сну бракує, розум залишається розгубленим. Хоча ми знаємо про сон набагато більше, ніж ті, хто жив за часів Галена, сьогодні незрозуміло, чому саме сон має цю неймовірну здатність приводити розум в порядок.

У найближчі кілька хвилин відбудуться дослідження, які можуть пролити світло на це питання. Ми виявили, що сон може бути елегантним рішенням для задоволення найосновніших потреб мозку, унікальним способом функціонування мозку на рівні та рівні точності, які не може зробити жоден інший орган у тілі.

Майже всі біологічні процеси можна розуміти як низку проблем та їх вирішення. Найважливіша проблема, яку повинен вирішити кожен орган, - це постійне надходження поживних речовин до всіх своїх клітин. Для мозку це особливо важливо; інтенсивна електрична діяльність споживає чверть загального енергетичного запасу тіла, хоча мозок лише про це складає два відсотки маси тіла. Ну, кровоносна система вирішує доставку поживних речовин, маючи мережу кровоносних судин, що доставляють поживні речовини та кисень до кожного куточка нашого тіла.

Це відео демонструє саме це. Це кровоносні судини в мозку живої миші. Кровоносні судини утворюють складну мережу, яка охоплює весь об’єм мозку. Кровоносні судини починаються з поверхні мозку, а потім проникають в саму тканину, поширюючись, забезпечуючи поживними речовинами та киснем кожну клітину мозку.

Подібно до того, як кожна клітина потребує поживних речовин для функціонування, кожна з них також утворює відходи, побічний продукт, а утилізація відходів є іншим важливим питанням, яке повинен вирішити кожен орган. На малюнку показана лімфатична система тіла, яка еволюціонувала для вирішення цього. Це ще одна паралельна мережа судин, яка охоплює все тіло. Він забирає білки та інші відходи з простору між клітинами, збирає їх, а потім зберігає в крові, щоб позбутися від них.

Придивляючись до фігури, ми помічаємо щось, щось дивне. Якби ми могли заглянути йому в голову, ми б напевно помітили, що в мозку немає лімфатичної системи. Як, блін, це могло бути? Ось мозок, дуже активний орган, який з цієї причини утворює багато відходів і, отже, вимагає ефективного очищення. І він навіть не має лімфатичної системи, тобто спосіб, як інші частини тіла позбавляються від відходів, не працюватиме в мозку.

То як мозок вирішує завдання очищення? Ну, це, здавалося б, звичне питання - це момент, коли наша команда потрапила в історію, і після занурення в мозок, занурений між нейронами та судинами, ми виявили, що мозок вирішив утилізацію відходів досить дивно. Оригінальне рішення, водночас красиве. Я скажу тобі, що ми отримали.

Але найдивовижнішим було те, що все це, що я сказав вам про сік, що протікає через мозок, можна спостерігати лише в сплячому мозку. Відео ліворуч показує, скільки лікворна жилка проходить крізь мозок живої миші, не сплячи. Майже жодного. Але у тієї самої тварини, якщо ми дочекаємося краплі, поки він засне, ми бачимо, як ліквор метелиться мозку. І ми також спостерігали, що коли мозок засинає, клітини мозку стискаються, розширюючи міжклітинний простір, надаючи більше місця потоку соку для очищення відходів.

Тож схоже на те, що Гален, можливо, нащупав на краще, коли писав про те, що рідина протікає у його мозку, як тільки хтось засне. Наше власне дослідження, яке зараз проходить через 2000 років, припускає, що коли мозок прокидається і у нього занадто багато справ, він відкладає виведення відходів з міжклітинного простору; потім, після того як він заснув і має менше робити, він переходить у своєрідний режим очищення, щоб очистити відходи з місць між камерами: відходи, що утворилися протягом дня. Це трохи схоже на те, як ми самі відкладаємо роботу по дому протягом тижня, коли не встигаємо зробити все прибирання відразу, як тільки наступають вихідні.

Я багато говорив про утилізацію сміття, але точно не розкривав, які відходи потрібно виводити мозку під час сну, щоб залишатися здоровим. Відходами, на які було спрямовано наше дослідження, є бета-амілоїд: білок, який постійно утворюється в мозку. Зараз мій мозок виробляє бета-амілоїд, як і ваш. Але у пацієнтів з хворобою Альцгеймера бета-амілоїд накопичується в міжклітинному просторі мозку, а не залишає його, як це зазвичай слід було очікувати, і саме накопичення бета-амілоїду може бути однією з важливих стадій розвитку цієї страшної хвороби. Ну, ми виміряли, як швидко бета-амілоїд зникає з мозку, коли він не спить, здатний це робити, коли він спить, і ми виявили, що справді: бета-амілоїд набагато швидше очищається від сплячого мозку.

Таким чином, якщо сон необхідний мозку для вирішення завдання видалення відходів, зв’язок між сном та бета-амілоїдом та хворобою Альцгеймера постає в зовсім іншому світлі. Ряд останніх клінічних досліджень вказує на те, що погіршення якості сну та менше сну пов'язані з посиленням накопичення бета-амілоїдів у пацієнтів, які ще не розвинули хворобу Альцгеймера, і хоча важливо підкреслити, що ці дослідження не демонструють, що відсутність сну або поганий сон спричиняє хворобу Альцгеймера справді передбачає, що якщо мозок не в змозі підтримувати порядок, очищаючи відходи, схожі на бета-амілоїд, це може допомогти, наприклад розвиток хвороби Альцгеймера.

Ці нові знахідки означають, що те, що ми вже знали про сон, і те, що Гален вже знав про нього, настільки освіжаючий і очищаючий розум, може бути сутністю всього, що стосується сну. Ми з вами засинаємо кожної благословенної ночі, але наш мозок ніколи не відпочиває. Поки наше тіло нерухомо, а наш розум щось занурюється у мрії, складний механізм нашого мозку працює тихо та наполегливо: він очищає та підтримує себе, цю неймовірно складну структуру. Навіть робота по дому: брудне і невдячне завдання, але також важливе. Якщо ви не будете прибирати кухню протягом місяця, ваш будинок стане зовсім непридатним для життя дуже скоро. А в мозку наслідки зволікання можуть бути навіть серйознішими, ніж незручне відчуття брудних кухонних прилавків, адже коли ми говоримо про очищення мозку, на карту поставлено функціонування нашого здоров’я, розуму та тіла. Отже, якщо ми розуміємо ці основні “побутові” завдання, які потрібно виконувати в мозку, це також може бути важливим для профілактики та лікування психічних захворювань.