Сряда, 23 октомври 2013 г. - Разследване на Медицински център на Университета в Рочестър, Ню Йорк, САЩ, показва, че наскоро открита система, която елиминира отпадъците от мозъка, действа главно по време на сън. Това откровение може да трансформира разбирането на учените за биологичните ефекти на съня и да посочи нови начини за лечение на неврологични разстройства.
„Това проучване показва, че мозъкът има различни функционални състояния, когато спите и когато се събудите“, казва Майкен Недергаард, съдиректор на Центъра за транслационна невромедицина в Медицински център на Университета в Рочестър (URMC) и водещ автор на работа. "Всъщност възстановителният характер на съня изглежда е резултат от активното ликвидиране на страничните продукти на невронната активност, които се натрупват по време на будност", добавя той.
Изследването, публикувано в четвъртък в списание „Science“, разкрива, че уникалният метод в мозъка за изхвърляне на отпадъци, известен като „глимфната“ система, е много активен по време на сън, като премахва токсините, отговорни за заболяването Алцхаймер и други неврологични заболявания. В допълнение, изследователите открили, че по време на сън мозъчните клетки са намалени по размер, което позволява изхвърлянето на отпадъците по-ефективно.
Известно е, че практически всички видове животни, от плодовата муха до десния кит, спят по някакъв начин, но този период на латентност има значителни недостатъци, особено когато хищниците са на върха. Това ни накара да мислим, че ако сънят не изпълнява съществена биологична функция, то това е може би една от най-големите грешки в еволюцията.
Въпреки че последните открития показват, че сънят може да помогне за съхраняването и консолидирането на спомени, изглежда, че тези предимства не преодоляват уязвимостта, което кара учените да спекулират, че трябва да има по-съществена функция за цикъла сън-събуждане.
Тези нови резултати се добавят към откритието, направено миналата година от Недергаард и неговите колеги за съществуването на уникална система в мозъка, която елиминира отпадъците, досега неизвестни. Системата, отговорна за елиминирането на клетъчните отпадъци в останалата част на тялото, лимфната система, не се разпростира до тази на мозъка, защото мозъкът поддържа собствена затворена „екосистема“ и е защитена от сложна система от молекулни шлюзи, наречена кръвно-мозъчна бариера, която внимателно контролира какво влиза и напуска мозъка.
Този процес на почистване не беше открит преди, защото може да се наблюдава само в живия мозък, нещо, което не беше възможно преди появата на нови технологии за изобразяване, тоест микроскопия на два фотона. Благодарение на тези техники изследователите успяха да наблюдават при мишки, чийто мозък е много подобен на хората, което е еквивалентно на система от тръби на кон между кръвоносните съдове на мозъка и помпите от цереброспинална течност (CSF) през тъканите на мозъка, изхвърляйки отпадъците в кръвоносната система, където най-накрая си проправят път към общата система за кръвообращение и в крайна сметка до черния дроб.
Навременното отстраняване на отпадъците от мозъка е от съществено значение за неконтролираното натрупване на токсични протеини като бета-амилоид, което може да доведе до болестта на Алцхаймер. Всъщност почти всички невродегенеративни заболявания са свързани с натрупването на отпадни продукти от клетките.
Една от уликите, която предполага, че „глимфната“ система може да е по-активна по време на сън, е фактът, че количеството енергия, консумирана от мозъка, не намалява драстично, докато спим. Тъй като изпомпването на CSF изисква много енергия, изследователите предположиха, че процесът на почистване може да не е съвместим с функциите, които мозъкът трябва да изпълнява, когато сме будни и активно обработваме информацията.
Чрез поредица от експерименти върху мишки учените наблюдават, че „глимфната“ система е почти десет пъти по-активна по време на сън и че мозъкът елиминира значително повече бета-амилоид, когато гризачите спят.
Друго изненадващо откритие беше, че клетките в мозъка се „свиват“ с 60 процента по време на сън, свиване, което създава повече пространство между клетките и позволява на CSF да се мие по-свободно през мозъчната тъкан. За разлика от това, когато са будни, мозъчните клетки са по-близо една до друга, ограничавайки потока на CSF.
Изследователите отбелязват, че хормон, наречен норепинефрин, е по-малко активен в съня. Известно е, че този невротрансмитер се хвърля в изблици, когато мозъкът трябва да бъде нащрек, обикновено в отговор на страх или други външни стимули, така че изследователите измислят, че норепинефринът може да служи като "регулаторен господар" на контрола. на свиването и разширяването на мозъчните клетки по време на цикли на сън-събуждане.
"Тези резултати имат важно значение за лечението на мръсотиите в мозъка, като болестта на Алцхаймер", заяви Недергаард. Според него разбирането как точно и кога мозъкът активира „глимфната“ система и почиства отпадъците е критична първа стъпка в усилията за потенциално модулиране на тази система и за да я накара да работи по-ефективно.
Източник:
Тагове:
Разгледайте Психология семейство
„Това проучване показва, че мозъкът има различни функционални състояния, когато спите и когато се събудите“, казва Майкен Недергаард, съдиректор на Центъра за транслационна невромедицина в Медицински център на Университета в Рочестър (URMC) и водещ автор на работа. "Всъщност възстановителният характер на съня изглежда е резултат от активното ликвидиране на страничните продукти на невронната активност, които се натрупват по време на будност", добавя той.
Изследването, публикувано в четвъртък в списание „Science“, разкрива, че уникалният метод в мозъка за изхвърляне на отпадъци, известен като „глимфната“ система, е много активен по време на сън, като премахва токсините, отговорни за заболяването Алцхаймер и други неврологични заболявания. В допълнение, изследователите открили, че по време на сън мозъчните клетки са намалени по размер, което позволява изхвърлянето на отпадъците по-ефективно.
Известно е, че практически всички видове животни, от плодовата муха до десния кит, спят по някакъв начин, но този период на латентност има значителни недостатъци, особено когато хищниците са на върха. Това ни накара да мислим, че ако сънят не изпълнява съществена биологична функция, то това е може би една от най-големите грешки в еволюцията.
Въпреки че последните открития показват, че сънят може да помогне за съхраняването и консолидирането на спомени, изглежда, че тези предимства не преодоляват уязвимостта, което кара учените да спекулират, че трябва да има по-съществена функция за цикъла сън-събуждане.
Тези нови резултати се добавят към откритието, направено миналата година от Недергаард и неговите колеги за съществуването на уникална система в мозъка, която елиминира отпадъците, досега неизвестни. Системата, отговорна за елиминирането на клетъчните отпадъци в останалата част на тялото, лимфната система, не се разпростира до тази на мозъка, защото мозъкът поддържа собствена затворена „екосистема“ и е защитена от сложна система от молекулни шлюзи, наречена кръвно-мозъчна бариера, която внимателно контролира какво влиза и напуска мозъка.
Този процес на почистване не беше открит преди, защото може да се наблюдава само в живия мозък, нещо, което не беше възможно преди появата на нови технологии за изобразяване, тоест микроскопия на два фотона. Благодарение на тези техники изследователите успяха да наблюдават при мишки, чийто мозък е много подобен на хората, което е еквивалентно на система от тръби на кон между кръвоносните съдове на мозъка и помпите от цереброспинална течност (CSF) през тъканите на мозъка, изхвърляйки отпадъците в кръвоносната система, където най-накрая си проправят път към общата система за кръвообращение и в крайна сметка до черния дроб.
Навременното отстраняване на отпадъците от мозъка е от съществено значение за неконтролираното натрупване на токсични протеини като бета-амилоид, което може да доведе до болестта на Алцхаймер. Всъщност почти всички невродегенеративни заболявания са свързани с натрупването на отпадни продукти от клетките.
Една от уликите, която предполага, че „глимфната“ система може да е по-активна по време на сън, е фактът, че количеството енергия, консумирана от мозъка, не намалява драстично, докато спим. Тъй като изпомпването на CSF изисква много енергия, изследователите предположиха, че процесът на почистване може да не е съвместим с функциите, които мозъкът трябва да изпълнява, когато сме будни и активно обработваме информацията.
ДО ДЕСЕТ ВРЕМЕ ПОВЕЧЕ АКТИВНИ
Чрез поредица от експерименти върху мишки учените наблюдават, че „глимфната“ система е почти десет пъти по-активна по време на сън и че мозъкът елиминира значително повече бета-амилоид, когато гризачите спят.
Друго изненадващо откритие беше, че клетките в мозъка се „свиват“ с 60 процента по време на сън, свиване, което създава повече пространство между клетките и позволява на CSF да се мие по-свободно през мозъчната тъкан. За разлика от това, когато са будни, мозъчните клетки са по-близо една до друга, ограничавайки потока на CSF.
Изследователите отбелязват, че хормон, наречен норепинефрин, е по-малко активен в съня. Известно е, че този невротрансмитер се хвърля в изблици, когато мозъкът трябва да бъде нащрек, обикновено в отговор на страх или други външни стимули, така че изследователите измислят, че норепинефринът може да служи като "регулаторен господар" на контрола. на свиването и разширяването на мозъчните клетки по време на цикли на сън-събуждане.
"Тези резултати имат важно значение за лечението на мръсотиите в мозъка, като болестта на Алцхаймер", заяви Недергаард. Според него разбирането как точно и кога мозъкът активира „глимфната“ система и почиства отпадъците е критична първа стъпка в усилията за потенциално модулиране на тази система и за да я накара да работи по-ефективно.
Източник:
