Vad händer med din hjärna när du sover? En ny video innehåller svaret: En saftig blandning av blod och cerebrospinalvätska rinner genom din smushy noggin i en rytmisk pulserande dans.
Rörelsen verkar nästan tidvatten i en video släppt 31 oktober tillsammans med en artikel i tidskriften Science. Även om forskare visste att hjärnaktiviteten tar ett rytmiskt mönster under sömnen, markerar den här videon och studien första gången någon har sett ett liknande rytmiskt flöde av cerebrospinalvätska.
"Vi har visat ett tag att det finns dessa elektriska aktivitetsvågor i nervcellerna," sa medförfattaren Laura Lewis, professor i biomedicinsk teknik vid Boston University, i ett uttalande. "Men innan nu insåg vi inte att det faktiskt finns vågor i CSF också."
Cerebrospinalvätska är en klar vätska som omger och dämpar hjärnan och ryggmärgen. Det cirkulerar i hjärnhinnorna eller höljet som omger hjärnan. Forskning har föreslagit att ett av arbetena med cerebrospinalvätska är att rena hjärnan från giftiga proteiner under sömnen. Den nya videon kan visa att CSF gör just det.
Lewis och hennes kollegor fångade bilder av sovande hjärnor genom att ha 13 forskningsdeltagare, alla i 20- och 30-talen, somnar i en MRI-maskin. Deltagarna, som fick betalt för detta obekväma arrangemang, var också tvungna att bära ett nät av elektroder på hårbotten för att mäta den elektriska aktiviteten i deras hjärnor.
Resultaten visade ett pulserande, förutsägbart flöde. Först, neurala aktiviteter quiets. Sedan flödar blod ut ur hjärnan. Därefter rinner cerebrospinalvätska in. Skölj, skölj, upprepa. Mönstret är så konsekvent att det är möjligt att bara titta på cerebrospinalvätska i en given hjärnregion och berätta om en person är vaken eller sover, sa Lewis.
Resultaten kan vara en ny insikt i hjärnrelaterade åldrande problem. Giftiga proteiner är inblandade i Alzheimers sjukdom och andra demens. Dessa demens är ofta förknippade med störd sömn, och atypiska sömnmönster kan vara kopplade till en större risk för att utveckla demens. Både långsam vågsömn - en fas av djup sömn under vilken drömmar inträffar - och cerebrospinalvätska har förknippats med rensningen av hjärnan. Den nya forskningen antyder att hjärnaktiviteten och vätskeflödet är kopplade.
Det är ännu inte klart exakt hur eller varför nervaktiviteten, blodflödet och cerebrospinalvätskan förblir så synkroniserade. Lewis och hennes kollegor spekulerar att när hjärnaktiviteten sjunker behöver nervcellerna mindre syresättning, så blodflödet minskar. Cerebrospinalvätskan kan då rusa in för att upprätthålla tryck i hjärnan och förhindra hjärnskada. Men det är bara spekulationer, sa Lewis. Fler studier av hjärnans nattliga kadenser behövs för att förstå rengöringsflödet.
