Сон назвали очистителем мозга

Ученые из Университета Рочестера установили, что во время сна циркуляция спинномозговой жидкости резко возрастает. Сон, таким образом, выполняет функцию очистки мозга от вредных метаболитов. Исследование опубликовано вSсience, ему также посвящена редакционная статья в том же номере издания.

Для проведения исследования авторы научили лабораторных мышей засыпать на площадке микроскопа. В мозг животных были имплантированы катетеры, по которым ученые после засыпания могли ввести флюоресцентный краситель. После засыпания вводилось зеленое, а по пробуждению — красное вещество. Для наблюдения за движением красителей авторы использовали двухфотонный вариант флюоресцентной микроскопии — существенно более чувствительный метод, который позволят видеть на глубину до одного миллиметра вглубь ткани.

Ученые обнаружили, что во время сна движение красителя ускоряется на 60 процентов из-за резкого увеличения просвета между клетками. Ускорение движения оказалось не ограничено низкомолекулярными веществами: когда ученые вводили в мозг мышей β-амилоиды (нерастворимые белки, которые накапливаются между нейронов, например, в ходе болезни Альцгеймера), они также выводились существенно быстрее во время сна.

Участие межклеточного пространства мозга в циркуляции метаболитов было показано всего год назад той же группой под руководством нейробиолога Майкен Недергард (Maiken Nedergaard). Ученые показали, что этот процесс происходит активно и в нем участвуют мембранные каналы клеток глии, образованные аквапоринами (точнее, AQP4). В большинстве остальных тканей подобную функцию выполняет лимфатическая система, однако в нервной ткани лимфатических сосудов нет. До работы группы Недергард то, как мозг справляется с этой проблемой, ученые не представляли.