Bilim adamları uyanık beyinde omurilik sıvısının akışını tetikledi

Yeni bir araştırmaya göre, normalde uyku sırasında beyinleri yıkayan beyin omurilik sıvısı dalgaları, tamamen uyanık olan insanların beyinlerinde nabız attırılabilir.

Berrak sıvı, Alzheimer hastalığında biriken yapışkan proteinler gibi zararlı atıkları dışarı atabilir (SN: 7/15/18). Dolayısıyla, beyindeki sıvı akışını kontrol edebilmek, muhtemelen bir gün belirli beyin bozukluklarının tedavisinde önemli etkilere sahip olabilir.

“Bunu düşünüyorum [finding] Louis’deki Washington Üniversitesi’nde çalışmaya dahil olmayan bir sinirbilimci olan Jonathan Kipnis, birçok nörolojik rahatsızlığa yardımcı olacak” diyor. “Formula 1’i düşünün. En iyi araca ve sürücüye sahip olabilirsiniz, ancak harika bir bakım ekibi olmadan o sürücü yarışı kazanamaz.” Beyindeki omurilik sıvısı akışının bakım ekibinin önemli bir parçası olduğunu söylüyor. Ancak o ve çalışmanın yazarları da dahil olmak üzere diğer araştırmacılar, herhangi bir potansiyel terapötik uygulamanın hala çok uzakta olduğuna dikkat çekiyor.

2019’da Boston Üniversitesi’nden sinirbilimci Laura Lewis ve meslektaşları, biz uyurken güçlü beyin omurilik sıvısı dalgalarının beynimizi yıkadığını bildirdi ve bu da uykunun takdir edilmeyen bir rolünün beyni derinlemesine temizlemek olabileceğini öne sürdü (SN: 31.10.19) ). Ve ekip, derin, REM dışı uykuyu karakterize eden yavaş nöral salınımların, beyinden geçen omurilik sıvısı dalgalarıyla uyumlu bir şekilde meydana geldiğini gösterdi.

“Giysilerinizi bir su banyosuna düşürürseniz, sonunda kir çıkar. Ancak onları ileri geri sallarsanız, işler çok daha etkili bir şekilde ilerliyor, ”diyor Lewis. “Aklıma gelen benzetme bu.”

Bu akışlar, kişinin nefesinin ve kalp atışının omurilik sıvısı üzerindeki küçük, ritmik etkilerinden çok daha büyüktü.

Araştırmacılar, uyku sırasındaki beyin aktivitesinin beyinden kan akışına neden olarak – güce aç hücrelere oksijen getirerek – omurilik sıvısının kafatasının içinde sabit basıncı korumak için kanın arkasına aktığını düşünüyor.

Yeni çalışmada, “cevaplamak istediğimiz ilk soru, manipüle edebilir misiniz? [blood flow] sürmek için de yeterli [fluid] biri uyanıkken mi akıyor?” Yine Boston Üniversitesi’nde bir sinirbilimci olan Stephanie Williams diyor.

Beyindeki kan akışını uyarmak için Williams, Lewis ve meslektaşları altı sağlıklı yetişkine titreyen bir dama tahtası deseni gösterdiler. fMRI ve elektrotlar da dahil olmak üzere gizli dinleme tekniklerinin bir karışımı, bu yoğun görsel uyarımın beyin kan akışını etkilediğini doğruladı ve ekibin olayların sırasını görmesine izin verdi.

Yanıp sönme modeli açıldığında nöral aktivite arttı ve ardından artan kan akışı geldi. Ekibin PLOS Biology’de 30 Mart’ta bildirdiğine göre, kan akışı artarken beyin omurilik sıvısı akışı bastırıldı ve ardından stimülasyon durduğunda kan akışı geri çekildiğinde beyne hücum etti. Daha uzun stimülasyon, daha büyük omurilik sıvısı akışları üretti, bu da yanıtı en üst düzeye çıkarmanın mümkün olduğunu düşündürdü.

Araştırmacılar, beyin aktivitesinin omurilik sıvısı akışı üzerindeki etkisinin kalp atışı ve nefes alma etkilerinden ayrı olduğunu buldu. Lewis, “Bundan çıkan gerçekten ilginç bir biyolojik içgörü var,” diyor, “beynin kendi sıvı akışını kontrol etmenin bir yolu olduğu.”

Uyanık beyinden herhangi bir atığın temizlenip temizlenmediği ölçülmedi. Farelerde yapılan önceki araştırmalar, belirli görsel-işitsel uyaranların, Alzheimer ve Parkinson ile bağlantılı toksik proteinlerin seviyelerini azalttığını bulmuştur. Tekniğin insanlarda işe yarayıp yaramadığını klinik deneyler test ediyor.

New York’taki Rochester Üniversitesi Tıp Merkezi’nden bir nörolog olan ve çalışmaya dahil olmayan Steven Goldman, “Bu güzel bir çalışma, ancak bundan terapötik sonuçlar çıkarmazdım” diyor. Beynin sıvı akış sisteminin, uyku sırasında temizlik için en uygun şekilde ayarlandığını söylüyor. “Sadece iyi bir gece uykusu sağlamak daha etkili olur” diyor. “Bunun üzerindeki herhangi bir manipülasyon en iyi uyku sırasında uygulanacaktır.”

Araştırmacılar, indükledikleri omurilik sıvısı akışlarının uyku sırasında görülenler kadar büyük olmadığını kabul ediyor. Lewis, “Uykuyu yeniden yaratmayı başaramadık, ancak bu gerçekten de akışta oldukça önemli bir değişiklikti” diyor.

Ekip, beyindeki omurilik sıvısı akışı ile Alzheimer gibi hastalıklar arasındaki bağlantıları incelemeyi planlıyor, diyor. “Alzheimer’da olduğu gibi sıvı akışının söz konusu olduğu bozukluklarda, bu [technique] umarım bunun nereden geldiğini, kesintiye uğrayan sürecin ne olduğunu anlamamız konusunda bize bir yol gösterir mi?”