• Новое исследование на мышах предполагает, что гипотеза о том, что очищение мозга происходит во время сна, может быть неточной.
  • Результаты показывают, что мыши очищали свой мозг больше токсинов и метаболитов, когда они бодрствовали, чем когда они спали или находились под наркозом.
  • Длительное отсутствие достаточного сна связано с деменцией и болезнью Альцгеймера, но новое исследование предполагает, что это не связано с очищением мозга во время сна.

Все млекопитающие спят, но мы совершенно не понимаем, какие преимущества это дает.

Существует множество теорий, включая обработку воспоминаний предыдущего дня. Одна из идей, получившая широкое распространение, заключается в том, что во время сна организм очищает мозг от токсинов и метаболитов.

Новое исследование на мышах показало, что время бодрствования очищает мозг лучше, чем во время сна или под наркозом.

Исследование показало, что во время сна из мозга мышей выводится на 30% меньше флуоресцентного красителя, заменяющего токсины и метаболиты, по сравнению с тем, когда они бодрствуют. Когда мышей подвергали анестезии, красителя удалялось на 50% меньше.

Исследователи наблюдали за скоростью, с которой краситель перемещался из желудочков мозга в другие области мозга, что позволило измерить степень, в которой краситель в конечном итоге вышел из мозга.

Понятно, что люди часто испытывают проблемы, связанные с недостатком сна, начиная от недостатка остроты ума и зрительно-моторной координации и заканчивая серьезными проблемами со здоровьем. Однако результаты этого исследования показывают, что отсутствие очищения мозга из-за недостаточного сна не является причиной этих эффектов.

Исследование опубликовано в Природа Нейронауки.

Очищается ли мозг во время сна?

Старший исследователь исследования Николас Фрэнкс, профессор факультета естественных наук Имперского колледжа Лондона, объяснил Медицинские новости сегодня«Наша рабочая гипотеза заключается в том, что существует основная причина, по которой мы и другие млекопитающие спим».

Например, наше уязвимое положение во время сна может свидетельствовать о том, что сон важен для выживания.

«Если это так, то наиболее правдоподобными механизмами являются те, которые обеспечивают решающее преимущество — своего рода элементарное ведение домашнего хозяйства — которое не может происходить или происходит очень неэффективно во время бодрствования. Это была одна из сильных сторон идеи разминирования», — сказал Фрэнкс.

Фрэнкс выдвинул еще одну гипотезу: сон способствует консолидации памяти.

В этой форме очистки мозга «некоторая очистка нейрональных связей (синапсов), образовавшихся во время бодрствования, осуществляется во время сна, возможно, удаляя нежелательные синапсы и/или укрепляя те, которые необходимо сохранить», — сказал Фрэнкс.

Как перерывы во сне влияют на мозг?

Джонатан Седернес, доктор философии Джонатан Седернес, доктор философии, исследователь сна и циркадных ритмов, специализирующийся на метаболизме в Уппсальском университете в Швеции, рассказал МНТ Выводы исследования о том, что сон и пребывание под наркозом вызывают одинаковое снижение клиренса мозга, заслуживают доверия. Седернес не участвовал в исследовании.

Однако он выразил ряд опасений по поводу исследования, которые подрывают окончательные выводы.

«Это у мышей, поэтому мы не знаем, как это переносится на людей», — сказал Седернес.

Он предложил дождаться последующих исследований и подтверждения, прежде чем отказываться от идеи, что сон — это время для очищения мозга.

Он также отметил, что авторы исследования решили использовать низкомолекулярный краситель и что более крупный краситель мог бы дать другой результат очистки мозга.

Другая возможная проблема, по словам Седернеса, заключается в том, что в этом исследовании исследователи лишали мышей сна, чтобы изучить бодрствование, прежде чем дать им спать.

«Было бы также важно посмотреть, что происходит во время естественного сна (без лишения сна) и в течение полного нормального 24-часового цикла сна и бодрствования», — отметил он.

Циркадные эффекты (биологические процессы, которые управляются внутренними часами организма) предположительно могут играть роль в очистке мозга, сказал Седернес.

«Предыдущие доказательства указывает на то, что могут быть циркадные изменения в клиренсе», — пояснил он.

«Мы также не знаем, что происходит, когда мыши лишены сна в течение длительного периода времени, скажем, хронически, когда они находятся под большим гомеостатическим давлением сна и стрессом из-за недостаточного сна».

Седернес сказал, что в исследованиях «сравнение потери сна с нормальным сном часто используется как подход для установления того, что обычно делает сон», а также для «исключения циркадных эффектов».

Почему мы спим?

Седернес пояснил, что новое исследование не опровергает «тот факт, что уровни белков, связанных с нейродегенерацией, таких как тау, производятся на более высоких уровнях во время бодрствования, когда активность нейронов высока».

Он отметил, что в исследования на животныхтакие уровни белка имеют тенденцию повышаться во время лишения сна.

В человеческом исследованияИсследователи заметили, что прерывание сна нарушает нормальную регуляцию белков, в частности белков бета-амилоида и тау-амилоида, которые участвуют в патогенезе болезни Альцгеймера.

Существует ряд исследований, предполагающих, что «слишком мало сна и плохой сон связаны с более высоким риском нейродегенерации и, в частности, болезни Альцгеймера», — сказал Седернес, ссылаясь на данные 40-летнего наблюдения из своего собственного исследования, подтверждающие эту связь.

«Поэтому, хотя сон может и не способствовать выведению метаболитов из мозга, существуют и другие механизмы, посредством которых сон обладает восстанавливающими свойствами, которые способствуют здоровому старению мозга», — добавил Седернес.

Фрэнк отметил: «Наше исследование просто устраняет одно объяснение того, как может существовать связь между плохим или коротким сном и неврологическими расстройствами».

Есть ли способ очистить свой мозг?

«Наши данные только показывают, что состояние бодрствования дает лучший клиренс по сравнению со сном или под наркозом, но мы не знаем, какие аспекты состояния бодрствования за это отвечают», — сказал Фрэнк.

«Это может быть просто активность нейронов. Мы можем предположить, что упражнения еще больше улучшат клиренс, но это еще предстоит доказать».

Действительно, предварительные исследования показывают, что физическая активность может помочь вывести метаболиты из мозга, но необходимы дальнейшие исследования.

Седернес признал, что, хотя это и остается новой областью исследований, сон часто связан с лучшими показателями здоровья.

«Мы знаем, что здоровый образ жизни, подразумевающий достаточный качественный сон, здоровое питание и достаточное количество физическая активностьвсе связанный с более низким риском развития нейродегенеративных заболеваний в более позднем возрасте».

— Джонатан Седернес, доктор философии, исследователь