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 в Sсience, 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.