Come i rifiuti vengono "lavati via" dal nostro cervello durante il sonno
Per la prima volta, un nuovo studio ha osservato che il liquido cerebrospinale entra ed esce dal cervello a ondate durante il sonno, aiutando a eliminare i rifiuti.
Recentemente, Notizie mediche oggi riportato su uno studio che ha scoperto che le cellule immunitarie specializzate sono più attive nel cervello durante il sonno, impegnate a svolgere lavori di manutenzione.
I ricercatori sanno che il sonno è importante, non solo per consentire al cervello di riattivarsi, ma anche per "fare spazio" ai processi di "pulizia".
Tuttavia, molti dei meccanismi attraverso i quali avviene questa eliminazione dei rifiuti cerebrali durante il sonno rimangono poco chiari.
Ora, i ricercatori della Boston University nel Massachusetts hanno scoperto che durante il sonno, il fluido presente nel cervello e nel midollo spinale - chiamato liquido cerebrospinale - si lava dentro e fuori, come onde, aiutando il cervello a liberarsi della "spazzatura" metabolica accumulata.
"Sappiamo da tempo che ci sono queste onde elettriche di attività nei neuroni. Ma prima d'ora non ci rendevamo conto che in realtà ci sono anche onde nel liquido cerebrospinale ", spiega la coautrice dello studio Laura Lewis.
Un complesso processo di sincronizzazione
Il nuovo studio - i cui risultati appaiono sulla rivista Scienza - inclusi 13 partecipanti di età compresa tra 23 e 33 anni che hanno accettato di sottoporsi a scansioni cerebrali durante il sonno.
Il processo è stato complicato. I partecipanti dovevano indossare cappucci EEG che permettevano ai ricercatori di misurare l'attività elettrica nel loro cervello mentre giacevano in una macchina per la risonanza magnetica, dove dovevano dormire.
Tuttavia, dormire in questa posizione può essere difficile, poiché le macchine per la risonanza magnetica sono molto rumorose. "[I] t scopre che il lavoro [dei partecipanti] è in realtà - segretamente - quasi la parte più difficile del nostro studio", dice Lewis.
"Abbiamo tutte queste apparecchiature fantasiose e tecnologie complicate, e spesso un grosso problema è che le persone non riescono ad addormentarsi perché si trovano in un tubo di metallo molto rumoroso, ed è solo un ambiente strano", osserva.
Nonostante queste sfide, i ricercatori sono riusciti - probabilmente per la prima volta - a monitorare l'attività del liquido cerebrospinale nel cervello dei partecipanti durante il sonno.
Hanno visto che il liquido cerebrospinale sembra "sincronizzarsi" con le onde cerebrali, il che probabilmente aiuta a rimuovere i rifiuti cerebrali. Questi rifiuti includono proteine ​​potenzialmente tossiche che potrebbero altrimenti formare accumuli che possono compromettere il flusso di informazioni tra i neuroni.
Questi risultati, aggiungono i ricercatori, potrebbero anche gettare nuova luce sui meccanismi sottostanti in condizioni come il morbo di Alzheimer, in cui le placche proteiche tossiche svolgono un ruolo chiave nella perdita di memoria e in altri disturbi cognitivi.
Spiegano anche che il normale invecchiamento può essere associato a una più scarsa autopulizia del cervello. Con l'età, il cervello umano tende a generare meno onde lente, che possono ridurre il flusso sanguigno nel cervello, così come le pulsazioni del liquido cerebrospinale.
"È un effetto così drammatico", sottolinea Lewis. "[Il liquido cerebrospinale che pulsa nel cervello durante il sonno] era qualcosa che non sapevamo affatto che fosse accaduto, e ora possiamo semplicemente dare un'occhiata a una regione del cervello e avere immediatamente una lettura dello stato cerebrale in cui si trova qualcuno."
"Quali sono i nessi causali?"
Andando avanti, Lewis e colleghi mirano a rispondere ad alcune domande intriganti. In primo luogo, vorrebbero reclutare una coorte più anziana per il loro prossimo studio, in modo da scoprire se e come l'invecchiamento naturale influisce sul lavoro del liquido cerebrospinale nel cervello.
Quindi, vorrebbero anche stabilire come le onde cerebrali, il flusso sanguigno nel cervello e il liquido cerebrospinale riescano a sincronizzarsi per "scovare" i rifiuti.
"Vediamo che il cambiamento neurale sembra sempre accadere prima, poi è seguito da un flusso di sangue dalla testa e poi da un'ondata di liquido cerebrospinale nella testa", dice Lewis. Tuttavia, aggiunge che rimangono ancora molte incognite.
Il team ritiene che quando i neuroni si spengono durante il sonno, hanno bisogno di meno ossigeno, il che porta al drenaggio del sangue dal cervello. Questo, a sua volta, significa che anche la pressione nel cervello diminuisce, e quindi il liquido cerebrospinale deve aumentare, in modo da mantenere la pressione normale in assenza di sangue.
"Ma questa è solo una possibilità. Quali sono i nessi causali? Uno di questi processi sta causando gli altri? O c'è qualche forza nascosta che li guida tutti? "
Laura Lewis
Queste sono alcune delle domande che rimangono senza risposta.
