Każdego dnia w naszym mózgu gromadzą się produkty przemiany materii, takie jak kwas mlekowy i zużyte białka. Dopiero w nocy, kiedy śpimy, fale płynu mózgowo-rdzeniowego pomagają wypłukać te produkty, dzięki czemu mózg jest w dobrej formie.
Teraz naukowcy z MIT wykazali, że mogą wzmocnić te fale poprzez ekspozycję na krótkie impulsy łagodnego, statycznego dźwięku, znanego jako "różowy szum" podczas snu.
Badane jest obecnie, czy zwiększony przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego może pomóc w poprawie funkcji poznawczych, pamięci, a nawet spowolnić postęp chorób neurodegeneracyjnych wywołanych przez gromadzenie się szkodliwych białek, takich jak beta-amyloid.
- Teraz, gdy możemy zwiększyć przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego podczas snu u zdrowych dorosłych, z niecierpliwością czekamy na wprowadzenie tej technologii do populacji klinicznych, aby sprawdzić, jakie efekty możemy osiągnąć - mówi Laura Lewis, główna autorka badania.
Jak mózg się oczyszcza?
Płyn mózgowo-rdzeniowy to przezroczysty płyn, który otacza i amortyzuje mózg i rdzeń kręgowy. Oprócz ochrony mózgu przed urazami dostarcza również składników odżywczych, takich jak glukoza, i usuwa produkty przemiany materii wydzielane przez komórki mózgowe podczas spalania energii.
Już w poprzednich badaniach Lewis przedstawiła metodę pomiaru fal płynu podczas przepływu do i z mózgu podczas snu, co wykazało, że są ściśle sprzężone z falami wolnymi, związanymi ze snem głębokim.
W nowym badaniu chciała pogłębić analizę i sprawdzić, czy manipulowanie falami mózgowymi może poprawić przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego. Wcześniejsze prace wykazały już, że podanie bodźca słuchowego w szczytowym momencie fal wolnych może je pogłębić.
Czy różowy szum pomoże w regeneracji mózgu?
Użyto 50-milisekundowego impulsu różowego szumu. Podobnie jak biały szum, zawiera wszystkie częstotliwości dźwięku słyszalne dla ludzkiego ucha, ale niższe częstotliwości są głośniejsze, a wyższe cichsze. Daje to zrównoważony, delikatny dźwięk przypominający stały deszcz lub odległy wodospad.
Dostarczenie tych impulsów w szczytowym momencie nie było proste - naukowcy musieli zmierzyć aktywność EEG każdego uczestnika podczas snu, jednocześnie mierząc sygnały fMRI, aby monitorować przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego. Okazało się, że pola magnetyczne wykorzystywane w fMRI zakłócają sygnały EEG, więc opracowano nową metodę przetwarzania sygnałów EEG.
W eksperymencie wzięło udział 14 zdrowych ochotników. Odkryto, że podany im bodziec słuchowy zwiększa amplitudę zarówno wolnych fal elektrycznych, jak i fal płynu mózgowo-rdzeniowego w trakcie snu.
Trwają obserwacje, czy badanie to może pomóc ludziom m.in. z bezsennością uzyskać bardziej regenerujący sen. Jednocześnie badacze chcą sprawdzić, czy zwiększenie przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego i usuwanie produktów przemiany materii z mózgu jest w stanie pomóc osobom z chorobą Alzheimera i innymi chorobami charakteryzującymi się gromadzeniem szkodliwych białek.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science Translational Medicine, otwiera się w nowym oknie.
