Он сделал отца Гамлета беззащитным перед братоубийством. Он заставил Алису бежать вниз по кроличьей норе. Заставил Далилу предать Самсона. Способствовал превращению Грэгори в гигантского жука…
Без сна мир тускнеет, мы в короткий срок становимся вялыми, медлительными, раздражительными, а хроническая бессонница может вызвать мигрени, припадки или даже смерть – в экстремальных случаях.
И хотя уже очень давно мы знаем, что сон способствует росту и восстановлению сил, всего лишь несколько лет назад науке удалось пролить свет на механизмы в мозге, которые требуют сна.
Сон очищает мозг
Каждая клетка тела генерирует отходы. В большинстве клеток отходы выводятся из организма с помощью кровеносной и лимфатической систем. Но в мозге все иначе.
Лимфатическая система не распространяется в мозг. Ее кровеносные сосуды (такие же, как и в спинном мозге), в отличие от других кровеносных сосудов в организме, странным образом объединены в линейную структуру, известную как гематоэнцефалический барьер. Он строго контролирует, что может поступать в мозг с кровоснабжением, а что – нет.
Для самоочищения мозг использует уникальный метаболический путь, называемый глимфатической системой. Она«циркулирует спинномозговую жидкость (СМЖ) в каждую клеточку мозга». Ученые называют это массовым передвижением, или конвекцией.
Тесно сотрудничая с межклеточной жидкостью (жидкость, заполняющая пространство между клетками мозга), СМЖ «рециркулируется через мозг, обмениваясь с тканевой жидкостью (интерстициальная жидкость, или ИСЖ) и удаляет промежуточные белки, включая альфа-бета-белки».
Продукты распада, такие как альфа-бета (бета-амилоид), альфа-синуклеин, тау-белки, связаны с нейрогенеративными болезнями, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера. Данные продукты распада имеют вредное воздействие на синаптическую передачу (передачу возбуждения по клеткам мозга) и могут вызвать в головном мозге необратимые последствия.
Исследователи установили, что чем свободнее ИСЖ циркулирует через глимфатическую систему (так называемое конвективное движение), тем лучше происходит удаление этих опасных белков. И происходит этот чудесный процесс очищения именно во сне.
В ходе эксперимента в 2013 году ученые изучали воздействие сна на способность мозга удалять отходы жизнедеятельности. Ученые наблюдали за конвективным движением спинномозговой жидкости в мозге мышей в состоянии бодрствования, сна и под анестезией. Открытия были значительными.
Альфа-бета-белки удалялись вдвое быстрее в мозге спящей мыши, чем у бодрствующей, а у мышей в наркозе и не спящей мыши подобных различий не наблюдалось.
Также ученые выяснили, что корковое промежуточное пространство (пространство между клетками мозга) увеличивается более, чем на 60%, во время сна. Это заставило ученых предположить: «тот факт, что анестезия увеличивает глимфатические притоки и оттоки, дает право считать, что это не циркадный ритм (околосуточный), а период сна-бодрости определяет объем промежуточного пространства и, как следствие, эффективности удаления отходов. И что адренергетик (адреналин-норадреналин), подавая сигналы в мозг в момент пробуждения, изменяет объем клетки, и как следствие, изменяет размер межклеточного пространства».
Иными словами, бодрствуя, клетки мозга расширяются. Спинномозговая жидкость обнаруживается вокруг поверхности мозга, неглубоко внутри. Когда мы бодрствуем, этот процесс «умывания» работает только на 5% от деятельности во время сна.
Неужели это и есть причина, по которой мы спим?
Некоторые исследователи сна не верят открытиям 2013 года. Когда был получен конкретный ответ, почему нам нужен такой вид отдыха. Многие утверждают, что результаты не могут быть точными, так как проводилось на мышах, и еще слишком рано говорить, что этот процесс работает и в мозгу человека. Скептики отмечают: «Все это очень интересно, но я все же не уверен, что именно в этом заключается главная функция сна. Сон относится ко всему: к метаболизму, физиологии, пищеварению – ко всему».
Undeterred – главный исследователь данного проекта делает следующий вывод: «Все это можно сравнить с вечеринкой на дому. Либо ты веселишься с гостями, либо делаешь уборку. Но сделать эти два дела одновременно не получится».