יש פרדוקס בשינה. השלווה לכאורה שלו עומדת לצד הפעילות השוקקת של המוח. הלילה דומם, אבל המוח רחוק מלהיות רדום. במהלך השינה, תאי המוח מייצרים התפרצויות של פולסים חשמליים המצטברים לגלים קצביים – סימן לתפקוד מוגבר של תאי המוח.
אבל למה המוח פעיל כשאנחנו נחים?
גלי מוח איטיים קשורים לשינה נינוחה ומרעננת. ועכשיו, מדענים בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס מצאו שגלי מוח עוזרים לשטוף פסולת מהמוח במהלך השינה. תאי עצב בודדים מתואמים לייצר גלים קצביים המניעים נוזל דרך רקמת מוח צפופה, תוך שטיפת הרקמה בתהליך.
הנוירונים האלה הם משאבות מיניאטוריות. פעילות עצבית מסונכרנת מפעילה זרימת נוזלים והסרה של פסולת מהמוח. אם נוכל להתבסס על התהליך הזה, ישנה אפשרות לעכב או אפילו למנוע מחלות נוירולוגיות, כולל אלצהיימר ופרקינסון, שבהן פסולת עודפת – כמו פסולת מטבולית וחלבוני זבל – מצטברת במוח ומובילה לניוון עצבי".
לי-פנג ג'יאנג-שי, דוקטורט, מחבר ראשון, עמית מחקר פוסט-דוקטורט במחלקה לפתולוגיה ואימונולוגיה
הממצאים מתפרסמים ב-28 בפברואר ב-Nature.
תאי המוח מתזמרים מחשבות, רגשות ותנועות גוף, ויוצרים רשתות דינמיות החיוניות ליצירת זיכרון ופתרון בעיות. אבל כדי לבצע משימות כאלה הדורשות אנרגיה, תאי המוח דורשים דלק. צריכתם של חומרים מזינים מהתזונה יוצרת פסולת מטבולית בתהליך.
"זה קריטי שהמוח יסלק פסולת מטבולית שיכולה להצטבר ולתרום למחלות נוירודגנרטיביות", אמר ג'ונתן קיפניס, דוקטורט, פרופסור נכבד לפתולוגיה ואימונולוגיה של אלן א' ואדית ל. וולף וחוקרת BJC. קיפניס הוא הסופר הבכיר בעיתון. "ידענו ששינה היא תקופה שבה המוח מתחיל תהליך ניקוי כדי לשטוף החוצה פסולת ורעלים שהוא מצטבר בזמן ערות. אבל לא ידענו איך זה קורה. ממצאים אלה עשויים להפנות אותנו לעבר אסטרטגיות וטיפולים פוטנציאליים להאיץ את פינוי הפסולת המזיקה ולפנות אותה לפני שהיא עלולה להוביל לתוצאות קשות".
אבל ניקוי המוח הצפוף אינו משימה פשוטה. נוזל מוחי שדרתי המקיף את המוח נכנס ונשזר דרך קורים סלולריים מורכבים, אוסף פסולת רעילה תוך כדי נסיעתו. ביציאה מהמוח, נוזל מזוהם חייב לעבור דרך מחסום לפני שהוא נשפך לכלי הלימפה בדורה מאטר – שכבת הרקמה החיצונית העוטפת את המוח מתחת לגולגולת. אבל מה מניע את תנועת הנוזל לתוך המוח, דרך ומחוצה לו?
בחקר המוח של עכברים ישנים, החוקרים מצאו כי נוירונים מניעים מאמצי ניקוי על ידי ירי אותות חשמליים בצורה מתואמת ליצירת גלים קצביים במוח, הסביר Jiang-Xie. הם קבעו שגלים כאלה מניעים את תנועת הנוזל.
צוות המחקר השתיק אזורי מוח ספציפיים כך שנירונים באזורים אלה לא יצרו גלים קצביים. ללא הגלים הללו, נוזל מוחי שדרתי טרי לא יכול היה לזרום דרך אזורי המוח המושתקים ופסולת כלואה לא תוכל לעזוב את רקמת המוח.
"אחת הסיבות שאנו ישנים היא לנקות את המוח", אמר קיפניס. "ואם נוכל לשפר את תהליך הניקוי הזה, אולי אפשר לישון פחות ולהישאר בריאים. לא לכולם יש תועלת משמונה שעות שינה בכל לילה, ולאובדן שינה יש השפעה על הבריאות. מחקרים אחרים הראו שעכברים הם מחווטים גנטית לישון פחות בעלי מוח בריא. האם זה יכול להיות בגלל שהם מנקים פסולת מהמוח שלהם בצורה יעילה יותר? האם נוכל לעזור לאנשים החיים עם נדודי שינה על ידי שיפור יכולות הניקוי של המוח שלהם כדי שיוכלו להסתדר עם פחות שינה?"
דפוסי גלי המוח משתנים במהלך מחזורי השינה. יש לציין, גלי מוח גבוהים יותר עם משרעת גדולה יותר מניעים נוזל עם יותר כוח. החוקרים מעוניינים כעת להבין מדוע נוירונים יורים גלים עם קצביות משתנה במהלך השינה ואילו אזורים במוח הפגיעים ביותר להצטברות פסולת.
"אנחנו חושבים שתהליך ניקוי המוח דומה לשטיפת כלים", הסביר הנוירוביולוג ג'יאנג-שי. "אתה מתחיל, למשל, בתנועת ניגוב גדולה, איטית וקצבית כדי לנקות פסולת מסיס שניתז על פני הצלחת. לאחר מכן אתה מקטין את טווח התנועה ומגביר את מהירות התנועות הללו כדי להסיר פסולת מזון דביקה במיוחד על הצלחת. למרות המשרעת והמקצב המשתנים של תנועות הידיים שלך, מטרת העל נשארת עקבית: להוציא סוגים שונים של פסולת מכלים. אולי המוח מתאים את שיטת הניקוי שלו בהתאם לסוג וכמות הפסולת".
