Во время сна мозг проходит через важный процесс очищения, который помогает удалить накопившиеся за день токсичные вещества. Этот механизм играет ключевую роль в подготовке мозга к следующему дню и обновлению его когнитивных функций. Исследователи из Копенгагенского университета подробно изучили этот процесс.
Для проведения исследования ученые использовали передовые технологии, чтобы наблюдать за изменениями в уровнях нейротрансмиттеров, объеме крови и спинномозговой жидкости у мышей на протяжении дня. Результаты этих исследований значительно расширяют наше понимание ночного восстановления мозга и подчеркивают потенциальные отрицательные эффекты популярных снотворных препаратов.
Десять лет назад ученые открыли так называемую глимфатическую систему мозга, которая функционирует как биологический «водопровод». С тех пор был составлен детализированный план этой системы в человеческом мозге. Глимфатическая система втягивает спинномозговую жидкость в мозг, чтобы вывести вредные вещества, которые могут накапливаться и вызывать болезни, такие как болезнь Альцгеймера. Этот процесс помогает не только в очищении, но и поддерживает водный баланс и транспортировку питательных веществ, а нейронные волны регулируют очистку.
Однако большинство экспериментов проводятся на животных в условиях анестезии, что оставляет вопросы о том, как цикл сна и бодрствования влияет на работу этой системы. Некоторые ученые начали сомневаться в том, что процесс очищения мозга напрямую зависит от сна.
Исследование, направленное на изучение влияния сна на глимфатический поток, проводилось под руководством Майкена Недергаарда из Университета Рочестера. Ученые разработали новый метод с использованием оптооптических имплантатов, который позволил отслеживать перемещение жидкостей в мозге мышей. Это исследование подтвердило, что норэпинефрин вызывает ритмичные сокращения кровеносных сосудов, что способствует очистке мозга от токсинов.
Наибольшая связь между изменениями в уровнях нейротрансмиттеров и объемом крови наблюдалась, когда мыши спали без сновидений. Ученые пришли к выводу, что эти пульсации играют важную роль в углублении работы глимфатической системы. Таким образом, глубокий сон становится крайне важным для эффективного очищения мозга от токсичных веществ, накапливающихся за день.
«Эти результаты, наряду с данными о глимфатической системе, дают полное представление о процессах в мозге, где медленные волны микро-пробуждения и норэпинефрин стали недостающим звеном», — отметила невролог Натали Хауглунд.
Однако не весь сон одинаково полезен для мозга. Исследования показывают, что некоторые снотворные препараты, такие как золпидем («Амбиен»), могут негативно воздействовать на этот процесс, затрудняя перезагрузку мозга. Это подчеркивает важность понимания того, как снотворные препараты могут повлиять на здоровье мозга в долгосрочной перспективе.
Многие люди утверждают, что именно во время сна к ним приходят вдохновляющие и оригинальные идеи. Современные научные исследования подтверждают эту гипотезу. В одном из экспериментов ученые выяснили, что качественный сон помогает людям принимать более обоснованные решения и не поддаваться обманчивым первым впечатлениям.