Джефф Іліфф Ще одна причина добре спати Субтитри до TED Talk і транскрипція TED
Спати. Ми витрачаємо на це третину свого життя, але хтось насправді розуміє, про що йдеться?
Дві тисячі років тому Гален, один з найвидатніших дослідників античності, сказав, що коли ми пробудимо рухову силу мозку, його паливо буде надходити в інші частини тіла, оживляючи їх і залишаючи мозок безплідним; і він вірив, що коли ми будемо спати, вся ця волога, що наповнює тіло, буде мчати назад, зволожуючи мозок і підбадьорюючи розум. Сьогодні це звучить абсолютно безглуздо, але Гален намагався пояснити щось про сон, з яким ми стикаємось щодня. Ми всі на власному досвіді знаємо, що коли ми спимо, наш розум очищається, а коли ми не спимо, наш розум стає неспокійним. Хоча ми зараз знаємо про сон більше, ніж за часів Галена, ми все ще не розуміємо, чому сон у всій нашій діяльності виконує цю неймовірну відновлювальну функцію для розуму.
Сьогодні я хочу розповісти вам про деякі останні дослідження, які могли б дати нові відповіді на це питання. Я дізнався, що сон може бути своєрідним елегантним дизайнерським рішенням для основних потреб мозку, унікальним способом, яким мозок відповідає суворим вимогам і вузьким полям, що відрізняє його від інших органів тіла.
Майже всю спостережену біологію можна сприймати як низку проблем та їх відповідні рішення, і першою проблемою, яку повинен вирішити кожен орган, є постійне надходження поживних речовин для забезпечення всіх клітин організму. У мозку це критично важливо. Його інтенсивна електрична активність використовує чверть енергетичного запасу тіла, навіть якщо мозок становить лише 2% від загальної маси. Тож система кровообігу вирішує проблему забезпечення поживними речовинами, направляючи судини поживними речовинами та киснем у всі куточки тіла.
Ви можете побачити їх у цьому кліпі: Тут ми бачимо кровоносні судини в мозку живої миші. Кровоносні судини складають складну мережу, яка заповнює весь об’єм мозку. Вони починаються з поверхні мозку, потім спускаються в тканини, поширюються і забезпечують поживними речовинами та киснем кожну клітину мозку.
Подібно до того, як кожна клітина потребує поживних речовин, щоб прогодуватися, кожна клітина виробляє відходи як побічний продукт, а утилізація відходів - друга основна проблема, яку повинен вирішити кожен орган. Ця діаграма показує лімфатичну систему, яка еволюціонувала для задоволення цієї потреби. Це друга паралельна мережа судин, яка проходить через тіло. Він забирає білки та інші відходи з просторів між клітинами, збирає їх, а потім скидає в кров, щоб їх можна було усунути.
Якщо ви уважно розглянете схему, то побачите щось, що не має великого сенсу. Якби ми збільшили зображення голови цієї людини, ви б побачили одне, що в мозку немає лімфатичних судин. Але це насправді не має сенсу, правда? Мозок - це дуже активний орган, який виробляє відходи прямо пропорційно, і їх потрібно ефективно усунути. І все-таки він не має лімфатичних судин, це означає, що решта тіла, що підходить до утилізації відходів, не працюватиме в мозку.
То як мозок вирішує проблему утилізації відходів? Ну, з цим, здавалося б, тривіальним питанням, наша група з’являється вперше в історії, і те, що ми виявили, занурюючись у наш мозок, серед нейронів та судин, було те, що вирішення мозку проблеми утилізації відходів було абсолютно несподіваним. Вона геніальна, але і красива. Дозвольте сказати, що я дізнався.
Але найдивовижнішим виявленням було те, що все це, все, що я розповів тобі про рідину, що протікає через мозок, відбувається лише в сплячому мозку. Тут, у кліпі ліворуч, ми бачимо, скільки лікворна циркуляція циркулює через мозок наявної миші. Нічого майже нічого. Але у тієї ж тварини, якщо ми почекаємо деякий час, поки він засне, ми бачимо, що рідина ліквору протікає через мозок, і ми виявили, що одночасно з тим, як мозок засинає, його клітини, здається, скорочуються, відкриваючи проміжки між ними, дозволяючи рідині текти і витрачатися. бути усуненим.
Схоже, Гален був на правильному шляху, коли писав про рідину, яка проходить через наш мозок, коли ми засинаємо. Наше дослідження, яке пройшло через 2000 років, показує, що коли мозок прокидається і надзвичайно зайнятий, він затримує елімінацію відходів між клітинами пізніше, а потім, коли він засинає і не так зайнятий, він переходить у режим очищає та видаляє відходи між клітинами, відходи, накопичені за день. Це все одно, що ми з вами відкладаємо роботу по дому протягом тижня, коли ми не маємо на них часу, а потім повертаємо все прибирання, коли настають вихідні.
Я багато розповідав вам про утилізацію сміття, але не вказав типи відходів, які мозок повинен утилізувати, коли спить, щоб залишатися здоровим. Відходи, на які найбільше зосереджено дослідження, - це бета-амілоїд, білок, що постійно виробляється в мозку. Мій мозок робить це прямо зараз, і твій теж. Але у пацієнтів з хворобою Альцгеймера бета-амілоїди накопичуються і утворюють агрегати в просторах між клітинами мозку, замість того, щоб їх правильно елімінувати. Вважається, що це накопичення бета-амілоїдів є ключовим етапом еволюції цієї страшної хвороби. Я виміряв, як швидко бета-амілоїди виводяться з мозку, коли він прокидається, коли він спить, і з’ясував, що справді елімінація бета-амілоїдів відбувається набагато швидше у сплячому мозку.
Якщо, отже, сон є частиною рішення мозку щодо усунення відходів, це може повністю змінити те, що ми думаємо про взаємозв'язок між сном, бета-амілоїдом та хворобою Альцгеймера. Ряд останніх досліджень показує, що серед пацієнтів, у яких ще не розвинулася хвороба Альцгеймера, погіршення якості та тривалості сну пов'язані з більшою кількістю бета-амілоїду, накопиченого в мозку. Хоча важливо зазначити, що ці дослідження не показують, що відсутність сну або погана якість викликає хворобу Альцгеймера, вони припускають, що нездатність мозку залишатися чистим, усуваючи такі відходи, як бета-амілоїди, може сприяти розвитку таких захворювань, як хвороба Альцгеймера.
Отже, це дослідження показує важливий факт, що ви всі знали про сон, який навіть Гален розумів, що він освіжає і очищає розум, може бути важливою частиною того, що таке сон. Розумієте, ми лягаємо спати щовечора, але наш мозок ніколи не відпочиває. Поки наше тіло нерухомо, а розум перебуває десь у світі мрій, елегантна мозкова машина багато працює, щоб очистити та підтримати цей неймовірно складний механізм. Як і прибирання будинку, це брудна і невдячна робота, але це також дуже важливо. У будинку, якщо протягом місяця ви не прибираєте кухню, будинок дуже швидко стане непридатним для життя. Але в головному мозку наслідки відставання можуть бути набагато більшими, ніж сором за брудну їжу, тому що, коли йдеться про самоочищення мозку, на загрозі здоров’я та функціональність розуму та тіла, тому розуміння цих основних функцій мозку тепер може вирішальне значення для запобігання та лікування психічних захворювань у майбутньому.