Как сон очищает мозг от токсинов

Группа ученых под руководством Лоры Льюис из Бостонского университета опубликовала в журнале Science результаты своего исследования, в ходе которого стало понятно, как именно выводятся токсины из мозга во время сна. Это открывает новые возможности лечения и профилактики нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Когда мы спим, наш мозг проходит несколько стадий и фаз сна. Исследование Льюис сосредоточилось на медленной фазе. В 2013 году был проведен эксперимент на мышах, который показал, что пока грызуны спали, токсины, такие как бета-амилоид, способствующие болезни Альцгеймера, уничтожались. Лоре стало любопытно, как именно эти токсины выводятся и почему этот процесс происходит только во время сна. Она подозревала, что в процессе задействована спинномозговая жидкость, но она не понимала, что именно запускает процесс очищения. Поэтому ее лаборатория разработала методику исследования, в ходе которого одновременно измерялись несколько переменных. Участники исследования засыпали в аппарате МРТ с сеткой для снятия ЭЭГ на голове, чтобы исследователи могли видеть в какой фазе сна находится человек. Тем временем с помощью аппарата МРТ измерялся уровень кислорода в крови и в мозге, а также фиксировалось количество спинномозговой жидкости, втекающее в мозг и вытекающее обратно. «У нас создалось впечатление, что каждая из этих метрик была очень важна, но то, как они меняются во время сна и как они связаны друг с другом, оставалось непонятным», — говорит Лора Льюис. Она обнаружила, что во время медленной фазы сна волны спинномозговой жидкости омывают мозг. Показания ЭЭГ помогли показать, почему. Во время медленной фазы сна нейроны начинают синхронизироваться, включаясь и выключаясь одновременно. Поскольку все нейроны в какой-то момент прекращают работу, им не нужно много кислорода. Это приводило к тому, что в мозг поступало меньше крови, а спинномозговая жидкость заполняла освобождающееся пространство. «Это фантастическая статья, — говорит невролог из Университета Рочестера Майкен Недергаард, который проводил исследование на мышах в 2013 году. — Я не думаю, что даже в диких фантазиях кто-то мог предположить, что электрическая активность мозга движет спиномозговой жидкостью. Так что это действительно захватывающе». Нейроны никогда не выключаются одновременно во время бодрствования. Таким образом, давление в мозге не снижается настолько, чтобы открывать доступ волнам спиномозговой жидкости, которые циркулируют вокруг мозга и выводят из него побочные продукты метаболизма.