Spánek.
Je to činnost, kterou trávíme přibližně třetinu svých životů.
Ale rozumíme vlastně jeho podstatě?
Před dvěma tisíci let Galénos,
jeden z nejvýznamnějších starověkých badatelů
v oblasti medicíny
přišel s představou, že zatímco bdíme,
hybná síla našeho mozku, jeho "šťáva",
proudí do všech ostatních částí našeho těla
a tím jim vdechuje život, ale samotný mozek tím vysychá.
Kdežto když spíme,
veškerá tato "šťáva" se z našeho těla
nahrne zpět do hlavy,
čímž rehydratuje mozek
a osvěží naši mysl.
Taková představa se nám nyní pochopitelně zdá naprosto směšná,
ale Galénos se pouze snažil vysvětlit
jednu vlastnost spánku,
kterou pociťujeme na vlastní kůži každý den.
Na základě zkušeností všichni víme,
že když spíme, pročistí nám to mysl,
kdežto nedostatek spánku
naši mysl kalí.
Avšak ačkoli o spánku nyní víme mnohem víc
než za Galénových časů,
stále ještě nerozumíme tomu,
proč právě spánek má na naši mysl
tak silný povzbuzující účinek.
A dnes bych vám rád pověděl
o nedávném výzkumu,
který na tuto záhadu možná vrhne nové světlo.
Zjistili jsme, že spánek je možná
elegantním řešením některých nejzákladnějších překážek,
se kterými se mozek musí vypořádat.
Možná představuje jedinečný způsob, jakým mozek čelí
vysokým nárokům na výkon
a zároveň omezenému prostoru v lebce,
a který ho odlišuje od všech ostatních orgánů.
Na veškerou biologii, kterou kolem sebe vidíme,
se lze dívat jako na soubor
řešení určitých problémů.
První problém, se kterým se každý orgán musí vypořádat
je zajištění plynulého přísunu živin
ke všem jeho buňkám.
V případě mozku je to obzvlášť důležité.
Jeho intenzivní elektrická aktivita
je zodpovědná za čtvrtinu celkové tělesné spotřeby energie.
A to přesto, že mozek
tvoří jen 2 % tělesné hmotnosti.
Tento problém
tělo řeší oběhovým systémem,
který do každého koutu našeho těla
přivádí živiny a kyslík prostřednictvím cév.
Je to patrné na tomto videu.
Jsou na něm zobrazeny cévy
v mozku živé myši.
Cévy tvoří složitou síť,
která prostupuje celým mozkem.
Jsou přivedeny k povrchu,
načež se zanořují dovnitř do mozkové tkáně
a jak se větví, přivádějí živiny a kyslík
každičké mozkové buňce.
A nyní pojďme dál -
- každá buňka jednak potřebuje živiny,
ale také svou činností vytváří odpad,
který z ní musí být odváděn.
A tento úklid odpadních produktů
je druhým základním problémem,
který musí každý orgán vyřešit.
Tento diagram ukazuje lymfatický systém lidského těla,
který se pro tento účel vyvinul.
Je to druhá, paralelní síť cév,
která naším tělem prostupuje.
Shromažďuje proteiny a jiný odpad
z mezibuněčného prostoru.
Následně tento odpad vyklopí do krve,
odkud může být vyloučen z těla.
Ale pokud se na tento diagram podíváte blíž,
všimnete si něčeho,
co zdánlivě nedává smysl.
Když se podíváme zblízka na hlavu,
je vidět, že v ní chybí
lymfatické cévy.
Jak je to možné?
Mozek se přece vyznačuje intenzivní aktivitou,
která produkuje odpovídající množství odpadu,
který musí být nějak odváděn.
A přesto mu chybí lymfatické cévy, což znamená,
že problém odvádění odpadu
nemůže řešit stejně
jako zbytek těla.
Ale pokud ne takto,
jak tedy?
Tato zdánlivě všední otázka
je místem, kdy do celé záležitosti prvně vstoupila naše skupina.
A když jsme se ponořili
do hlubin mozku,
mezi neurony a kapiláry,
zjistili jsme,
že způsob, jakým mozek tento problém řeší,
je opravdu nečekaný.
Je důmyslný,
ale také krásný.
Dovolte mi vám nyní ukázat, na co jsme přišli.
Mozek je uložen v průzračné tekutině,
která se jmenuje mozkomíšní mok.
Říkejme mu zkráceně "MM".
MM vyplňuje prostor okolo mozku
a mozek do něj vylučuje
své odpadní produkty.
MM pak i s těmito odpadními produkty proudí do krve.
Takže v tomto smyslu
je to velmi podobné lymfatickému systému, že?
Co je však pozoruhodné -
ony odpadní produkty se spolu s MM
z nitra mozku nedostávají jen tak náhodně.
Místo toho využívají specializovanou síť "potrubí",
která tento proces systematizuje a usnadňuje.
Je to vidět na tomto videu.
To, co vidíte, je pohled do mozku
živé myši.
Okno na levé straně ukazuje,
co se děje na povrchu mozku.
Okno vpravo ukazuje,
co se děje v hloubce pod povrchem
v samotné tkáni.
Cévy jsou zbarveny červeně,
tekutina MM, která mozek obklopuje,
má zelenou barvu.
Překvapilo nás,
že ona tekutina z povrchu mozku
nezůstávala na svém místě.
Místo toho byla pumpována zpět
dovnitř mozku a skrz něj
podél vnějších stěn cév.
A tak pomáhala vyčistit
odpad z prostoru
mezi mozkovými buňkami.
Když se nad tím zamyslíte,
využít vnějšek mozkových cév tímto způsobem
je velmi chytré řešení,
neboť mozek je uzavřen
v pevné lebce
a je napěchován buňkami,
tudíž nemá prostoru nazbyt
a nevejde se do něj další síť cév, třeba těch lymfatických.
Zvlášť když síť těch krevních cév
už z povrchu mozku
ke každé mozkové buňce sahá,
což znamená, že tekutina
putující podél těchto cév
zaručeně dosáhne do všech oblastí mozku.
Je to tedy vlastně chytrý způsob,
jak využít jednu síť cév - těch krevních -
k dalšímu účelu a nechat ji převzít funkci
sítě lymfatických cév,
aby bylo možné se bez této druhé sítě obejít.
Úžasné na tom je, že žádný jiný orgán
nepoužívá stejnou strategii k tomu,
aby se zbavil svého odpadu.
Tímto řešením je mozek zcela unikátní.
Ale to největší překvapení při našem výzkumu bylo,
že toto všechno -
- všechno o čem jsem dosud mluvil,
celé to proudění tekutiny skrz mozek -
se děje pouze ve spánku.
Zde video na levé straně
ukazuje, kolik MM proudí
mozkem živé myši, když je vzhůru.
Téměř žádná.
A přesto, když vezmeme tu samou myš
a počkáme až usne,
vidíme, že MM
se začne valit do mozku.
Taky jsme zjistili,
že ve chvíli, kdy mozek usne,
samotné jeho buňky se trochu scvrknou
a vytvoří mezi sebou prostor,
čímž tekutině umožní je omýt
a odplavit jejich odpadní produkty.
Takže to vypadá, že Galén byl
svým způsobem na správné stopě,
když psal, že ve spánku
naším mozkem protéká nějaká tekutina.
Náš vlastní výzkum o 2000 let později
naznačuje, že když je mozek vzhůru
a je na vrcholu své aktivity,
odkládá čištění odpadu
z prostoru mezi svými buňkami na později.
A potom, když jdeme spát
a mozková aktivita poklesne,
přepne se do "úklidového režimu",
aby mezi svými buňkami
uklidil odpad,
který se tam nahromadil v průběhu dne.
Takže je to trochu jako když já nebo vy
zanedbáváme domácí práce během týdne,
kdy na ně nemáme čas,
a pak se to snažíme dohnat o víkendu.
Doteď jsem hodně mluvil o odstraňování odpadu,
ale nebyl jsem příliš konkrétní
ohledně toho, co je to vlastně za odpad,
který mozek potřebuje odstraňovat,
aby se udržel v kondici.
Mnoho studií se v poslední době zaměřilo
na amyloid-beta, což je protein,
který je v mozku vyráběn v jednom kuse.
Můj mozek zrovna teď amyloid-beta vyrábí,
a stejně tak váš.
Je ale známo,
že u lidí trpících Alzheimerovou chorobou
se amyloid-beta hromadí a agreguje
v prostoru mezi mozkovými buňkami,
místo aby byl řádně odstraňován.
Má se za to, že právě hromadění amyloidu-beta
hraje jednu z klíčových rolí
při rozvoji této obávané choroby.
A tak jsme porovnali rychlost, s jakou je amyloid-beta
z mozku odstraňován při bdění
a během spánku,
a zjistili jsme, že odstraňování amyloidu-beta
ze spícího mozku
skutečně probíhá o mnoho rychleji.
Jestliže je tedy spánek
zčásti opatřením, jímž mozek řeší
odstraňování buněčného odpadu
může to radikálně změnit
naše chápání vztahu mezi spánkem,
amyloidem-beta a Alzheimerovou chorobou.
Několik nedávných klinických studií
naznačuje, že mezi pacienty,
u nichž se Alzheimerova choroba dosud nerozvinula,
souvisí zkrácení doby a zhoršení kvality spánku
s hromaděním amyloidu-beta v mozku.
A přestože je nutné zdůraznit,
že tyto studie neprokazují,
že špatný spánek či jeho nedostatek
Alzheimerovu chorobu přímo způsobují,
přinejmenším svědčí o tom, že nemůže-li mozek
provádět úklid
a odstraňovat odpad jako je amyloid-beta,
může to přispět k rozvoji
potíží jako je Alzheimer.
Takže to, co nám tento nový výzkum o spánku říká,
je něco, co o něm už dávno víme
a čemu rozuměl i Galén:
že jeho smyslem je možná z podstatné časti
pročištění a osvěžení naší mysli.
Vy i já
jdeme každou noc spát,
ale naše mozky nikdy neodpočívají.
Zatímco naše tělo je v klidu
a naše mysl je ztracena
kdesi v říši snů,
elegantní mechanismy mozku
tiše, ale tvrdě pracují:
čistí a udržují tuto
nepředstavitelně složitou mašinu.
Stejně jako domácí práce -
je to špinavá a nevděčná práce,
ale je důležitá.
Když doma na měsíc
přestanete čistit kuchyň
stane se váš byt brzy zcela neobyvatelným.
Ale v případě mozku mohou být
důsledky takového zanedbávání
daleko vážnější než pouze špinavá linka.
Zde je v sázce samotné zdraví
a funkce vaší mysli a těla.
Proto dnešní porozumění
těmto základním mozkovým funkcím
může být zásadní pro prevenci a léčbu
mozkových chorob zítřka.
Děkuji vám.
(potlesk)