Ученые показали, как сон активирует сложную систему «очищения мозга»

Новое исследование финских ученых из Университета Оулу показало, что процесс «очищения» мозга во время сна гораздо более сложен и активен, чем считалось ранее. Используя новую методику магнитно-резонансной томографии (МРТ), исследователи смогли в реальном времени наблюдать за движением молекул воды в мозговой жидкости, сообщает iXBT.

Команда обнаружила, что во время сна пульсации стенок кровеносных сосудов мозга, а также ритмы дыхания и кровотока ускоряются. Это приводит к более эффективной фильтрации воды в тканях мозга. Кроме того, усиливается поток электролитов, таких как натрий и калий, что помогает очищать мозг от накопленных за день «отходов».

Профессор Веса Кивиниеми, руководитель исследования, отметил, что новая методика может помочь в мониторинге и лечении нейродегенеративных заболеваний и когнитивных нарушений.

Новые методы измерения открывают возможности для наблюдения и, потенциально, лечения возрастных изменений в динамике мозговой жидкости, — заявил он.

Ранее для отслеживания движения жидкости в мозге использовались контрастные вещества, содержащие гадолиний. Однако команда Кивиниеми разработала менее инвазивный подход, включающий ультрабыструю МРТ, — MREG, электроэнцефалографию постоянного тока (DC-EEG) и инфракрасную спектроскопию. Эти методы позволили отслеживать пульсации и электрические колебания в мозге.

В первом исследовании, опубликованном в феврале, учёные протестировали методику MREG на 22 добровольцах, как в состоянии бодрствования, так и во время сна. Во втором исследовании, опубликованном в марте, они применили эту методику для отслеживания потоков жидкости и электрической активности мозга у 24 добровольцев.

Исследователи обнаружили, что во время сна направленный поток крови к нейронам, характерный для бодрствования, становится более двусторонним. Это особенно заметно в областях мозга, отвечающих за сенсорные и когнитивные функции, таких как задняя инсула (область мозга, формирующая осознание состояния тела), таламус и верхняя часть мозжечка.

Пульсации кровеносных сосудов создают волны в спинномозговой жидкости с частотой около 0,1 Гц (одна волна каждые 10 секунд). Эти волны, по мнению учёных, усиливаются за счёт выделения ионов калия и натрия, которые в состоянии сна способствуют осмотическим процессам в жидкости.

Команда планирует продолжить исследования, наблюдая за добровольцами в течение всей ночи, чтобы лучше понять влияние выявленных процессов на мозг.