Глубокий сон может повлиять на способность мозга вымывать отходы и токсины

Новое исследование показало, что глубокий сон может повлиять на способность мозга вымывать отходы и токсичные белки.

Работа, опубликованная в журнале Science Advances, указывает на то, что медленная и стабильная мозговая и сердечно-легочная активность, связанная с глубоким сном небыстрой фазы, оптимальна для работы глимфатической системы — уникального мозгового процесса по удалению отходов. Это также может объяснить, почему некоторые формы анестезии приводят к когнитивным нарушениям у пожилых людей.

Впервые глимфатическая система была описана Мейкен Недергаард и ее коллегами в 2012 году. До того момента ученые не до конца понимали, каким образом мозг, поддерживающий свою закрытую экосистему, избавляется от отходов. Исследование показало наличие системы выведения, пользующейся кровяными сосудами, через которые она впрыскивает спинномозговую жидкость в мозг для очищения от отходов. Другое исследование показало, что эта система в основном работает во время сна.

Так как накопление в мозге токсичных белков вроде бета-амилоида и тау ассоциируется с болезнью Альцгеймера, исследователи предположили, что повреждение глимфатической системы из-за расстроенного сна может также спровоцировать заболевание. Это сходится с клиническими наблюдениями, показывающими связь между недостатком сна и повышенным риском развития болезни Альцгеймера.

В этом исследовании научные сотрудники провели эксперименты на мышах, которых анестезировали шестью разными способами. Когда животные были под анестезией, ученые отслеживали электрическую активность мозга, сердечно-сосудистую деятельность и очистительный поток спинномозговой жидкости через мозг. Команда заметила, что комбинация таких препаратов, как кетамин и ксилазин (K/X), лучше всего имитировала медленную и непрерывную электрическую активность мозга и медленное сердцебиение, которые наблюдаются во время глубокого сна небыстрой фазы. Более того, электрическая мозговая активность у мышей, которым дали K/X, выглядела оптимальной для работы глимфатической системы.

Исследование поднимает несколько важных клинических вопросов. Оно еще раз подтвердило связь между сном, старением и болезнью Альцгеймера. Известно, что с возрастом нам становится сложнее достичь глубокого сна небыстрой фазы, и эта работа еще раз подтверждает важность глубокого сна для правильного функционирования глимфатической системы. Также исследование демонстрирует, что глимфатической системой можно манипулировать, улучшая сон, — это, в свою очередь, может помочь разработать потенциальные клинические подходы вроде сонной терапии или других способов улучшения качества сна у людей, находящихся в зоне риска развития болезни Альцгеймера.

Более того, поскольку несколько из применявшихся в исследовании соединений были аналогичны анестетикам, задействованным в клинических условиях, исследование также проливает свет на когнитивные сложности, которые часто испытывают пожилые пациенты после операции. Так, можно подобрать другие препараты, чтобы избежать подобных осложнений. У мышей, которым в исследовании вводили анестетики, не стимулирующие медленную активность мозга, наблюдалась пониженная глимфатическая активность.