Alvás.
Életünk egyharmada nagyjából alvásból áll,
de értjük-e igazán miről is szól ez az egész?
Kétezer évvel ezelőtt, Galénosz,
egyik legkiválóbb orvosa
az ókori világnak,
úgy vélte, hogy éber állapotban,
az agy mozgató ereje, az agy nedve,
kiáramlik a test többi részébe,
élettel tölti meg, az agy pedig kiszikkad.
Úgy hitte, hogy alvás közben,
a test többi részét kitöltő nedvek
zubogva visszatérnek,
újrahidratálva az agyat
és felfrissítve az elmét.
No persze ez ma már nevetségesen hangzik,
de Galénosz így próbált elmagyarázni
valamit az alvásról,
amit nap mint nap megélünk.
Mert mind tudjuk, saját tapasztalatból,
hogy az alvás kitisztítja az elmét,
és ha az alvás elmarad,
zavaros marad az elme.
Noha jóval többet tudunk az alvásról,
mint akik Galénosz korában éltek,
ma sem világos, miért éppen
az alvásnak van meg ez a hihetetlen képessége
az elme rendbehozatalára.
A következő percekben
olyan kutatásokról lesz szó,
melyek megvilágíthatják ezt a kérdést.
Úgy találtuk, hogy az alvás
egyfajta elegáns megoldás lehet
az agy legalapvetőbb szükségleteinek kielégítésére,
egyedülálló módja annak, hogy az agy
olyan szintű és pontosságú működésre legyen képes,
amilyenre a test semelyik más szerve sem.
A biológiai folyamatok csaknem mindegyike
felfogható egy sor problémának
és a rájuk adott megoldásoknak.
A legfontosabb probléma, amit minden szervnek meg kell oldania, az,
hogy folyamatosan tápanyagokkal lássa el
az összes sejtjét.
Az agy esetében ez különösen életbevágó;
intenzív elektromos aktivitása felemészti
a test teljes energiaellátásának egynegyedét,
annak ellenére, hogy az agy
csak kb. két százalékát teszi ki a test tömegének.
Nos, a keringési rendszer
úgy oldja meg a tápanyag-eljuttatást,
hogy a véredények hálózata
tápanyagokat és oxigént szállít testünk minden zugába.
Ez a videó éppen ezt mutatja.
Ezek itt a véredények
egy élő egér agyában.
A véredények összetett hálózatot alkotnak,
mely lefedi az agy teljes térfogatát.
Az erek az agy felszínéről indulnak,
majd behatolnak magába a szövetbe is,
és szétterjedvén, ellátják tápanyagokkal
és oxigénnel az agy minden egyes sejtjét.
Ahogy minden sejtnek szüksége van
tápanyagokra a működéshez,
mindegyik termel hulladékot, mellékterméket is,
és a hulladék eltávolítása
a másik fő gond,
amelyet minden szervnek meg kell oldania.
Az ábra a test nyirokrendszerét mutatja,
mely ennek megoldására fejlődött ki.
Ez egy másik, párhuzamos edényhálózat,
mely a test egészére kiterjed.
Fehérjéket és más hulladékot vesz fel
a sejtek közötti térből,
összegyűjti őket, majd lerakja a vérbe,
hogy megszabaduljon tőlük.
Figyelmesen megnézve az ábrát,
észreveszünk valamit,
valami furcsa dolgot.
Ha belenézhetnénk a fickó fejébe,
biztosan észrevennénk,
hogy az agyban nincsenek nyirokerek.
Hogy a csudában lehet ez?
Itt van az agy, egy igen tevékeny szerv,
amely, épp ezért sok hulladékot termel,
és így hatékony takarítást igényel.
És még sincsenek nyirokerei, vagyis
az a módszer, amellyel más testrészek
megszabadulnak a hulladéktól
nem fog működni az agyban.
Akkor hát hogyan oldja meg az agy
a szennyeltakarítás föladatát?
Nos, ez a hétköznapinak tűnő kérdés volt az a pont,
ahol a csapatunk belecsöppent a történetbe,
és miután
fejest ugrottunk az agyba,
elmerülve a neuronok és vérerek közé,
úgy találtuk,
hogy az agy a hulladékeltakarítást
egészen meglepően oldotta meg.
Eredeti megoldás,
egyszersmind gyönyörű.
Elmondom, mire jutottunk.
Szóval az agyban van ez a nagy csomó
tiszta, áttetsző lé, az agy-gerincvelői folyadék.
CSF az angol rövidítése.
A CSF kitölti az agy körüli teret,
és a hulladékok az agyból
átvándorolnak a CSF-be,
amely aztán, a hulladékkal együtt, a vérbe ürül.
Ez eléggé úgy hangzik,
mint a nyirokrendszer, nem igaz?
És az a legérdekesebb, hogy az agyból származó
folyadék és a hulladék
nem csak úgy véletlenszerűen szivárog át
a CSF-be.
Egy speciális csőhálózat van erre,
mely szervezi és elősegíti a folyamatot.
Ezt mutatják ezek a videók.
Ezek az agyak, melyekbe belenéztünk,
élő egerekéi.
A bal oldali kép azt mutatja,
mi történik az agy felszínén,
a jobb oldali pedig azt,
hogy mi történik az agy felszíne alatt,
magában a szövetben.
A véredényeket pirossal jelöltük,
és a CSF, mely az agyat körülveszi,
zöld színt kapott.
Nos, meglepve tapasztaltuk,
hogy az agyon kívüli folyadék
nem marad mindig kívül.
Ehelyett a CSF visszapumpálódott
az agyba, az agy belsejébe,
a vérerek külső felülete mentén.
És ahogy beáramlott az agyba,
az erek külső felületét követve,
segített kitakarítani,
a hulladékoktól megtisztítani
az agysejtek közötti teret.
Gondoljanak bele:
a vérerek külső felületét így kihasználni
igazán ügyes megoldás,
hiszen az agyat magába zárja
a merev koponya,
mely dugig van sejtekkel,
tehát nincs szabad hely
egy másik teljes érrendszernek, mint a nyirokrendszer.
Ám a vérerek
az agy felszínéről behatolnak
az agy belsejébe, minden egyes sejtig,
tehát a folyadék,
mely az erek mellett áramlik,
könnyedén hozzáfér az agy teljes térfogatához.
Nos, ez csakugyan ügyes módszer,
mert újabb célra hasznosítja ugyanazt az érhálózatot, a vérereket.
A vérerek átvették egy második érhálózat,
a nyirokerek szerepét,
s ezért itt nyirokerekre nincs is szükség.
Hihetetlen, de semelyik más szerv
nem használja ezt a trükköt
a hulladék sejtek közüli eltakarítására.
Ez a megoldás csakis az agyra jellemző.
De a legmeglepőbb az volt,
hogy ez az egész,
amit elmeséltem
az agyon átzubogó lével kapcsolatban,
csakis az alvó agyban figyelhető meg.
A bal oldali videón
látszik, mennyi CSF megy át
egy élő egér agyán, míg ébren van.
Szinte semennyi.
Ám ugyanabban az állatban,
ha várunk egy csöppet, míg elalszik,
azt látjuk, hogy a CSF
zubogva áramlik át az agyon.
És azt is megfigyeltük,
hogy mikor az agy elalszik,
az agysejtek összezsugorodnak,
tágítva a sejtközi tért,
több helyet adva az áramló lének,
hogy az eltakarítsa a hulladékot.
Úgy néz ki tehát, hogy Galénosz talán mégis
jó felé tapogatózott, amikor arról írt,
hogy folyadék zubog át az agyon,
mihelyt az ember elalszik.
A saját kutatásunk, immár 2000 év múltán,
azt sugallja,
hogy amikor az agy éber,
és túl sok a dolga,
későbbre halasztja a hulladék eltakarítását
a sejtközi térből;
majd miután elaludt,
és kevesebb a dolga,
átvált egy fajta tisztító üzemmódba,
hogy eltakarítsa a hulladékot
a sejtek közötti helyekről:
a hulladékot, mely napközben keletkezett.
Egy kicsit olyan ez, ahogy mi magunk is
halogatjuk a házimunkát hétközben,
amikor nem jut rá időnk,
hogy aztán egyszerre végezzük el az összes takarítást,
mihelyt a hétvége elérkezik.
Jó sokat beszéltem a hulladék eltakarításáról,
de nem árultam el pontosan,
miféle hulladékokat
kell az agynak eltávolítania
alvás során, hogy egészségesek maradjunk.
A hulladék, mely kutatásaink
fókuszában állt, a béta-amiloid:
egy fehérje, mely folyamatosan keletkezik az agyban.
Az agyam béta-amiloidot termel most is,
ahogy az önöké is.
De az Alzheimer-kóros betegeknél
a béta-amiloid felhalmozódik
az agy sejtközi terében,
ahelyett, hogy eltávozna, ahogy normálisan elvárható,
és épp a béta-amiloid-felhalmozódás
lehet az egyik fontos szakasz
e szörnyű betegség kialakulásában.
Nos, megmértük, milyen gyorsan tűnik el a béta-amiloid
az agyból, amikor ébren van,
ahhoz képes, amikor alszik,
és úgy találtuk, hogy valóban:
a béta-amiloid kiürülése
sokkal gyorsabb az alvó agyból.
Ha tehát az alvás
szükséges ahhoz, hogy az agy megoldja
a hulladékeltávolítás feladatát,
akkor teljesen más fényben tűnik fel
az alvás kapcsolata
a béta-amiloiddal és az Alzheimer-kórral.
Egy sor friss klinikai tanulmány
utal rá, hogy olyan betegek közt,
akiknél még nem alakult ki az Alzheimer-kór,
a romló alvásminőség és a kevesebb alvás
összefüggést mutat
a fokozott béta-amiloid-felhalmozódással,
és noha fontos kiemelni,
hogy e tanulmányok nem bizonyítják,
hogy az alváshiány vagy a rossz alvás
Alzheimer-kórt okoz,
azt igenis sugallják, hogy ha az agy nem képes
rendet tartani azzal,
hogy eltakarítja a béta-amiloidhoz hasonló hulladékot,
akkor ez elősegítheti
pl. az Alzheimer-kór kialakulását.
Ezek az új eredmények azt jelentik,
hogy az, amit
eddig is tudtunk az alvásról,
és amit már Galénosz is tudott róla,
tehát az, hogy frissíti és tisztítja az elmét,
lehet a lényege annak,
amiről az alvás szól.
Önök is, én is álomba merülünk
minden áldott este,
de az agyunk, az sosem pihen.
Miközben a testünk mozdulatlan,
és az elménk álmokban járkál valamerre,
az agyunk kifinomult gépezete
csendben és keményen dolgozik:
tisztogatja és és karbantartja magát,
ezt a hihetetlenül bonyolult szerkezetet.
Akár a házimunka:
piszkos és hálátlan feladat,
de fontos is egyben.
Ha nem takarítod ki a konyhát
egy hónapig,
az otthonod teljesen lakhatatlanná válik
igen hamar.
És az agyban, a halogatás következményei
még sokkal súlyosabbak lehetnek,
mint a kínos érzés a koszos konyhapultok miatt,
mert amikor az agy tisztításáról beszélünk,
az egészségünk,
elménk és testünk működése a tét.
Ha tehát megértjük ezeket
az agyban elvégzendő nélkülözhetetlen "háztartási" teendőket,
az fontos lehet még
az elmebetegségek megelőzése és kezelése szempontjából.
Köszönöm a figyelmet.
(Taps)