Ученые впервые выяснили, как мозг очищается от токсичных веществ

Ученые из Бостонского университета (США), наблюдая за процессами, происходящими в мозге во время глубокого сна, сделали открытие, которое, по их мнению, может дать новое понимание старения и неврологических расстройств, связанных с нарушениями сна. Результаты исследования на днях опубликованы в журнале Science.

Специалисты обнаружили ранее неизвестный механизм, суть которого в следующем: во время глубокого сна головной мозг омывает пульсирующими волнами спинномозговая жидкость. Это происходит каждые 20 секунд, во время которых мозг очищается от токсичных веществ. По словам Лауры Льюис, процесс можно сравнить с хорошей прачечной для мозга.

"Мы и понятия не имели, - говорит Льюис, - что во время сна в мозге волнами пульсирует спинномозговая жидкость. А теперь достаточно взглянуть на определенную область мозга, и мы знаем, спит кто-то или нет".

Для 13 добровольцев в возрасте от 23 до 33 лет участие в эксперименте было настоящим мучением. Ученые попросили их как можно больше устать перед началом эксперимента и как можно дольше не спать. Затем их далеко за полночь отправили спать в аппарате магнитно-резонансной томографии (МРТ) - в "шумной металлической трубе". Добровольцы, измученные усталостью и дефицитом сна, сразу уснули. Ученые, наблюдая за мозгом спящих, обнаружили "ранее неизвестный процесс".

Как только человек засыпает, слабеет активность нервных клеток, вслед за этим кровь покидает области мозга, освобождая место для спинномозговой жидкости, которая омывает области мозга пульсирующими волнами. Все это занимает несколько секунд, во время которых спинномозговая жидкость вымывает токсичные белки.

Но что именно происходит в мозге, исследователи пока не могут сказать. Одно из возможных объяснений состоит в следующем: нейронам в состоянии покоя требуется меньше кислорода, поэтому кровь покидает области головного мозга. Когда кровь уходит, на ее месте, чтобы поддержать давление на уровне, оказывается спинномозговая жидкость. "Но это всего лишь предположение, - говорит Льюис.

Это ученым и предстоит выяснить. А пока они рассчитывают на то, что обнаруженный ими процесс поможет в понимании неврологических расстройств, связанных с нарушениями сна, в частности - связи между болезнью Альцгеймера и качеством сна.

Коллеги Льюис предполагают, что с возрастом уменьшается активность нейронов, в результате чего в головном мозге пульсирует меньше жидкости и накапливается больше вредных белков. Чтобы проверить эту гипотезу, ученые планируют дальнейшие исследования с участием пожилых добровольцев.