Сон як засіб промивання мізків

Поки ми мирно спимо, в мозку починає працювати система самоочищення.

Щоночі людство робить, на перший погляд, серйозну і небезпечну помилку з точки зору виживання. Замість того, щоб витрачати цей час на видобуток їжі або розмноження, ми просто спимо - і витрачаємо на це приблизно третина нашого часу. Навіщо?

На цей рахунок існують різні гіпотези, одні з них підкріплюються експериментами, інші - не дуже. Наприклад, є свідчення про те, що під час сну відбувається консолідація пам'яті - переосмислення накопиченого досвіду і переміщення важливих подій з короткочасної пам'яті в довготривалу. Крім того, уві сні відбувається "тонка настройка" метаболізму та імунної системи. А тепер з'явилася і нова версія: під час сну відбувається самоочищення мозку. У недавній роботі команди американської дослідниці мейк Недергард (Maiken Nedergaard) ця ідея отримала підтвердження на самому базовому молекулярному рівні.

Ще минулого літа Недергард з колегами досліджували роботу розгалуженої мережі мікроскопічних, заповнених рідиною канальців в глибині мозку. Призначені вони, швидше за все, для виведення з нього токсичних продуктів життєдіяльності, граючи тут ту ж роль, що лімфатична система в іншому організмі. Тільки замість лімфи ці канальці несуть переповнену всіляких "сміттям" спинномозкову рідину, працюючи як спеціалізована "каналізаційна система" для мозку.

У цій роботі вчені показали, що гліальні клітини, які утворюють стінки цього трубопроводу, контролюють протягом спинномозкової рідини за рахунок активного прокачування її через канали своїх клітинних мембран. Якщо роботу мембранних каналів заблокувати - вся глімфатіческая система практично зупиняється, і виникає засмічення не гірше, ніж в будинкової каналізації.

Однак активне перекачування рідини через мембранні канали вимагає великої кількості енергії. Настільки великого, що мейк Недергарден навіть задумалася: а чи вистачить мозку ресурсів на те, щоб одночасно проводити обробку інформації та підтримувати роботу своєї системи очищення. Тому вона і вирішила перевірити, чи не посилюється робота глімфатіческой системи в періоди сну, коли практично вся інша мозкова діяльність слабшає.

Два роки пішло у авторів на те, щоб натренувати лабораторних мишей відчувати себе в безпеці, нормально розслаблятися і повноцінно спати в двофотонний лазерний мікроскоп, за допомогою можна було б простежити рух барвника по каналах глімфатіческой системи. Відстеживши момент засипання за допомогою енцефалографа, вчені вводили їм зелене барвник, а через півгодини будили тварин, вводячи другий - червоний. Мікроскоп дозволив їм спостерігати за рухом барвників різних кольорів через мозок і підтвердити, що саме в стані сну тут відбувається найактивнішу протягом цереброспинальной рідини.

Додаткові дослідження підтвердили цю ідею: уві сні гліальні канали розширювалися на 60%, а введені уві сні "сміттєві білки" (бета-амілоїд) вимивалися практично відразу.

З урахуванням цих даних не дивно, що порушення сну пов'язані з цілою низкою неврологічних розладів і захворювань, від хвороби Альцгеймера до інсультів. Адже якщо сну недостатньо, "каналізаційна" глімфатіческая система не може повноцінно очищати мозок від скупчилися токсичних речовин, і наслідки можуть бути дуже неприємні.