Spavanje.
Trećinu svog života provedemo spavajući,
ali razumije li itko od nas o čemu se tu zapravo radi?
Prije dvije tisuće godina Galen,
jedan od najistaknutijih istraživača medicine
starog svijeta,
tvrdio je da dok smo budni,
pokretačka sila našeg mozga, njegov sok,
prelijeva se u druge dijelove tijela,
oživljavajući ih, ali ujedno ostavljajući mozak potpuno osušenim,
i smatrao je da se, kada spavamo,
sva ta vlaga koja je prethodno ispunjavala naše tijelo,
vraća natrag,
ponovo hidratizirajući mozak
i osvježavajući um.
Danas nam to zvuči potpuno suludo,
ali Galen je jednostavno pokušao objasniti
spavanje kao
nešto što radimo svaki dan.
Svi mi iz vlastitog iskustva znamo
da kada spavamo, mozak postaje bistriji,
a kada ne spavamo
mozak postaje mutniji.
Ali unatoč tome što danas znamo mnogo više o spavanju
negoli u Galenovo vrijeme,
još uvijek nismo otkrili zašto baš spavanje,
od svih naših aktivnosti, ima ovakvu nevjerojatnu
funkciju obnavljanja uma.
Danas bih vam želio reći nešto više
o nedavnom istraživanju
koje bi moglo razjasniti ovo pitanje.
Otkrili smo da bi spavanje zapravo moglo biti
vrlo elegantno osmišljeno rješenje
za neke od najosnovnijih potreba mozga,
jedinstven način na koji mozak
udovoljava visokim zahtjevima i finesama
koji ga razlikuju od ostalih organa.
Skoro sva biologija koju promatramo
može se promišljati kao niz problema
i niz odgovarajućih rješenja,
a glavni problem koji svaki organ mora riješiti jest
konstantna opskrba svih tih stanica
hranjivim materijalima.
To je posebno važno za mozak;
njegova intenzivna električna aktivnost crpi
četvrtinu sveukupne energetske zalihe tijela
iako on čini
tek dva posto tjelesne mase.
Krvotok
rješava problem dostave hranjivih tvari
kroz krvne žile koje opskrbljuju hranjivim tvarima
i kisikom svaki djeličak našeg tijela.
Možete to vidjeti u ovom videu.
Ovdje smo snimili krvne žile
u mozgu živog miša.
Krvne žile čine složenu mrežu
koja pokriva cijeli mozak.
Počinju na površini mozga
i zaranjaju u samo tkivo,
i kako se šire, opskrbljuju hranjivim tvarima
i kisikom svaku stanicu u mozgu zasebno.
Kao što svakoj stanici trebaju
hranjive tvari za njen pogon,
tako svaka stanica proizvodi otpad kao nusproizvod,
i rješavanje tog otpada
drugi je glavni problem
koji svaki organ mora riješiti.
Ovaj dijagram pokazuje limfni sustav u tijelu
koji se razvio kako bi ispunio ovu potrebu.
To je druga paralelna mreža žila
koja se širi tijelom.
Uzima proteine i drugi otpad iz
međustaničnog prostora,
skuplja ih i ubacuje u krv
kako bi se oni uklonili.
Ako pažljivije promotrite
ovaj dijagram, vidjet ćete nešto
što nema puno smisla.
Ukoliko bismo zumirali glavu ovog čovjeka,
primijetili biste da
u mozgu nema limfnih žila.
Ali to baš i nema previše smisla, zar ne?
Mozak je iznimno aktivan organ
koji proizvodi velike količine otpada
kojega se mora učinkovito riješiti.
A opet, tu nema limfnih žila, što znači da
pristup koji ostatak tijela koristi
pri rješavanju otpada,
neće funkcionirati u mozgu.
Pa kako mozak rješava
svoj problem rješavanja otpada?
Upravo je ovo naizgled obično pitanje
navelo našu grupu da se uključi u priču
i otkrili smo,
kad smo zaronili duboko u mozak,
duboko među neurone i krvne žile,
rješenje mozga
za problem rješavanja otpada,
bilo je uistino neočekivano.
Bilo je genijalno,
ali je i lijepo.
Ispričat ću vam što smo pronašli.
Mozak ima veliki bazen
bistre tekućine nazvane "cerebrospinalna tekućina".
Mi je zovemo CST.
CST ispunjava prostor koji okružuje mozak,
i otpad iz mozga
izlazi u CST,
koja se s otpadom izbacuje u krv.
Podsjeća na
limfni sustav, zar ne?
Ali zanimjivo je da se tekućina i otpad
iz mozga
ne filtriraju nasumično
u bazene CST, već
postoji vodoinstalacijski sustav
koji organizira i olakšava ovaj proces.
Možete to vidjeti u ovim videima.
Ovdje ponovno skeniramo mozak
živog miša.
Isječak s vaše lijeve strane pokazuje
što se događa na površini mozga,
a ovaj s desne pokazuje
što se događa ispod površine mozga
unutar samog tkiva.
Označili smo krvne žile crvenom bojom,
a CST koja okružuje mozak
jest zelene boje.
I ono što je nas iznenadilo
jest da tekućina koja se nalazi izvan mozga,
nije ostala vani,
već je CST ispumpana natrag u
i kroz mozak
uz rub krvnih žila.
I dok se tekućina spuštala kroz mozak
uz rubove žila,
pomagala je u čišćenju
otpada iz međustaničnog
prostora mozga.
Ako malo razmislite o tome,
koristeći vanjski rub krvnih žila na ovaj način
zaista je pametno osmišljeno rješenje
jer je mozak zatvoren
unutar tvrde lubanje,
a prepun je stanica,
tako da tu nema viška prostora
za cijeli paralelni sustav žila kao što je limfni sustav.
No krvne žile se ipak
šire od površine mozga
i dopiru do svake stanice u mozgu,
što znači da tekućina
koja putuje uz rub žila
ima lak pristup cijelom mozgu,
pa je to vrlo pametan način
prenamjene jednog sustava žila, krvnih žila,
kako bi preuzeo i zamijenio funkciju
drugog sustava žila, limfnih žila,
kako ih ne bismo uopće trebali.
Čudesno je to što nijedan drugi organ
nema ovakav pristup
čišćenju međustaničnog otpada.
To je rješenje karakteristično za mozak,
ali naše otkriće koje nas je najviše iznenadilo
bilo je da sve ovo,
sve ovo što sam vam ispričao
o tekućini koja ispire mozak,
to se događa samo dok mozak spava.
Ovdje, video s lijeve strane
pokazuje kretanje CST-a
kroz mozak budnog živog miša.
Skoro ništa.
A ipak kod iste životinje,
ako pričekamo samo malo dok ne ode spavati,
vidimo da CST
juri kroz mozak,
a otkrili smo da
kad mozak ide spavati
ujedno se smanjuju moždane stanice
povećavajući prostore između njih
dozvoljavajući tekućini da protekne njima
i tako očisti otpad.
Stoga se čini da je Galen možda čak
bio na pravom tragu pišući o
tekućini koja juri mozgom
kada zaspemo.
Naše istraživanje, 2000 godina kasnije,
pretpostavlja da
mozak u budnom i
najaktivnijem stanju
odgađaa čišćenje otpada
iz međustaničnih prostora za kasnije,
a kada ode spavati
i nije toliko zauzet,
prebacuje se u stanje čišćenja
kako bi očistio otpad
iz međustaničnih prostora,
otpad koji se nakupio tijekom dana.
Na neki je način nalik tome kako vi ili ja
odgađamo kućanske poslove tijekom radnih dana kada se
ne stignemo njima baviti
i onda sve to čišćenje pokušavamo nadoknaditi
preko vikenda.
Puno sam pričao o čišćenju otpada,
ali nisam baš precizno rekao
kakav to otpad
mozak treba očistiti
za vrijeme spavanja kako bi ostao zdrav.
Nusproizvod na koji se nova
istraživanja najviše usredotočuju je amyloid-beta,
protein koji se u mozgu neprestano stvara.
Moj ga mozak proizvodi upravo sada,
baš kao i vaš.
Ali kod oboljelih od Alzheimera,
amyloid-beta nakuplja se
u prostorima između stanica mozga,
umjesto da se čisti na način na koji bi trebao,
a baš je to nakupljanje amyloid-bete
navodno jedan od ključnih koraka
u razvijanju ove strašne bolesti.
Stoga smo izmjerili koliko se brzo amyloid-beta čisti
iz mozga u stanju budnosti
i u stanju spavanja
i otkrili smo da je
čišćenje amyloid-bete
ustinu brže za vrijeme spavanja.
Stoga, ako je spavanje
jedna metoda mozga za
čišćenje otpada,
to može dramatično promijeniti naš način
razmišljanja o odnosu između sna,
amyloid-bete i Alzheimera.
Niz novih kliničkih studija
navodi da kod pacijenata
koji još nisu razvili Alzheimerovu bolest,
pogoršanje u kvaliteti sna i njegovoj dužini
povezani su s većom količinom
nakupina amyloid-bete u mozgu,
i iako je važno napomenuti
da ove studije ne dokazuju
da manjak sna ili loš san
uzrokuju Alzheimerovu bolest,
one sugeriraju da nemogućnost mozga
da održi svoj životni prostor čistim,
čisteći ga od otpada poput amyloid-bete,
može doprinijeti razvitku
poremećaja poput Alzheimera.
Ovo novo israživanje govori nam
da bi sve ono što smo svi mi
već znali o spavanju,
ono što je čak i Galen shvaćao,
da ono osvježava i pročišćava um,
mogao biti glavni
razlog postojanja sna.
Vi i ja idemo spavati
svake noći,
ali naši mozgovi nikad ne odmaraju.
Dok je naše tijelo u mirovanju,
a naš um šeće po snovima,
mozak kao uglađen stroj
tiho, ali naporno
čisti i održava
taj nezamislivo kompleksni stroj.
Poput kućanskih poslova,
to je prljav i nezahvalan posao,
ali je i važan posao.
Ako prestanemo čistiti
kuhinju na mjesec dana,
naš će cijeli dom vrlo brzo postati
neprikladan za život.
U mozgu posljedice
odgađanja čišćenja mogu biti mnogo veće
od neugode koju će kod nas izazvati prljavi šankovi
jer kad se radi o čišćenju mozga,
tada je na kocki zdravlje i funkcija
uma i tijela
i zato je ključno danas razumjeti
ove osnovne održavajuće funkcije mozga
koje bi mogle biti ključne u prevenciji i liječenju
bolesti uma sutra.
Hvala vam!
(Pljesak. )