Исследовательской группе функциональной нейровизуализации Университета Оулу впервые удалось описать, как меняются различные типы пульсаций в человеческом мозгу, когда человек спит. Изменения пульсации головного мозга во время сна и их роль в клиренсе мозга у человека ранее не изучались. Результаты исследования могут также помочь понять механизмы, лежащие в основе многих заболеваний головного мозга.
Предыдущие исследования показали, что клиренс отходов, накопленных в мозгу, наиболее активен во время сна, когда на ЭЭГ можно наблюдать усиление так называемых дельта-волн, особенно во время глубокого сна.
В этом очищении головного мозга участвуют три типа пульсаций: сердечно-сосудистая мозговая пульсация, вызванная пульсацией артерий, дыхательная пульсация в венах и пространствах, заполненных спинномозговой жидкостью, и медленные вазомоторные пульсации в артериальной стенке. Ранее было неизвестно, как эти различные типы мозговых пульсаций, связанные с клиренсом мозга, меняются, когда человек спит. Этот вопрос был дополнительно прояснен в исследовании, недавно опубликованном в известном научном журнале The Journal of Neuroscience .
В исследовании использовалась быстрая функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) для сканирования мозга здоровых людей во время сна и бодрствования.
По мере сна испытуемые вазомоторные и дыхательные пульсации в их мозгу усиливались и становились более устойчивыми. Кроме того, пульсация сердечно-сосудистой системы также усиливалась во время сна, но эти изменения были видны в меньших областях мозга.
В зонах усиления пульсаций на ЭЭГ также наблюдалось усиление дельта-волн, что свидетельствует об увеличении клиренса мозга.
Увеличение дыхательной пульсации было максимальным в областях мозга, которые мы много используем в течение дня. К ним относятся зрительная кора, слуховая кора и сенсомоторная кора.
Очистка этих областей мозга больше всего нужна ночью».
Хета Хелакари, главный научный сотрудник
Предыдущие исследования показали, что выведение отходов из мозга особенно ускоряется во время глубокого сна. Однако полученные в настоящее время результаты показывают, что усиление пульсационной активности начинается уже во время более легкого сна и что глубокий сон может и не понадобиться.
Результаты исследования могут помочь в понимании не только очистки мозга, но и механизмов многих заболеваний мозга и памяти.
«Теперь, когда мы знаем, как работают пульсации у здоровых людей во время сна, мы можем изучить, как эти пульсации нарушаются при различных заболеваниях мозга. Мы уже работали над этой темой с данными, собранными у бодрствующих субъектов», — говорит Хелакари.
Известно, что нарушения сна связаны со многими распространенными заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Альцгеймера, но фактическая причинно-следственная связь еще не известна. Показано, что ухудшение мозговой пульсации и клиренса предшествует накоплению бета-амилоидов в головном мозге, характерному для болезни Альцгеймера. По словам Хелакари, опубликованное в настоящее время исследование и доступная функциональная магнитно-резонансная томография открывают путь к новым и более реальным исследованиям мозга.
По данным Всемирной организации здравоохранения, около 55 миллионов человек во всем мире страдают различными видами нарушений памяти.
Исследование финансировалось, в частности, Фондом поддержки здравоохранения Северной Финляндии, Фондом Джейн и Аатос Эркко, Академией Финляндии и Финским фондом мозга.