Miegas. Tai kažkas, kam mes skiriame trečdalį savo gyvenimo, bet ar kuris nors iš mūsų tikrai supranta kas tai? Prieš du tūkstančius metų, Galenas, vienas iškiliausių medicinos srities senovės mokslininkų, iškėlė idėją, kad mums būnant budriems mūsų smegenų varomoji jėga, smegenų skystis, išteka į visas kitas kūno dalis, jas atgaivindamas, bet palikdamas smegenis išdžiūvusias, jis taip pat galvojo, kad miegant, visas tas skystis, kuris užpildė likusią kūno dalį skubėdamas grįš atgal smegenis sudrėkinti ir mintis praskaidrinti. Šiuo metu, tai skamba absolučiai kvailai, bet Galenas tik bandė paaiškinti bent kažką apie miegą, su kuriuo kasdien susiduriame. Matot, mes visi savo kailiu patyrę, kad su miegu praskaidrėja mintys, o be miego, mintys išlieka drumstos. Bet net ir daug daugau žinodami apie miegą nei Galeno gyvenimo metais, mes vis dar neperpratome, kodėl taip yra, kad miegas, iš visų mūsų veiklų, turi tą nepakartojamą proto atnaujinimo gebą. Tad šiandien noriu papasakoti apie naujus tyrimus, kurie galbūt kitaip nušvies šitą klausimą. Mes pastebėjome, kad miegas gali būti vienas tų puikių konstrukcinių sprendimų kai kuriems esminiams smegenų poreikiams, išskirtinis būdas smegenims patenkinti griežtus reikalavimus, dėl kurių smegenys taip skiriasi nuo kitų kūno organų. Tad veik visa mūsų stebima biologija gali būti suvokiama kaip eilė problemų ir jas atitinkančių sprendimų, o viena pirmų problemų, kurią kiekvienas organas turi išspręsti, tai nuolatinis maisto medžiagų tiekimas, visoms kūno ląstelėms pamaitinti. Smegenyse tai ypač svarbu; jų intensyvi elektrinė veikla naudoja ketvirtadalį visos kūno energijos, nors smegenims tenka tik maždaug 2 procentai kūno masės. Taigi, kraujotakos sistema sprendžia medžiagų pristatymo problemą siųsdama maisto medžiagas ir deguonį kraujagyslėmis į tolimiausias kūno kertes. Jūs tai galit pamatyti šiame video. Štai čia vaizduojame kraujagysles gyvos pelės smegenyse. Kraujagyslės formuoja sudėtingą tinklą, kuris užpildo visą smegenų tūrį. Jos prasideda smegenų paviršiuje, ir neria gilyn į patį audinį, ir joms išsišakojant, paskirsto medžiagas ir deguonį į kiekvieną smegenų ląstelę. Toliau, kaip kiekviena ląstelė reikalauja maisto medžiagų ją pamaitinti, taip kiekviena ląstelė gamina atliekas kaip šalutinį produktą, ir tų atliekų išvalymas yra antroji fundamentali problema, kurią kiekvienas organas turi išspręsti. Ši schema vaizduoja kūno limfinę sistemą, kuri išsivystė tokiems poreikiams patenkinti. Tai antra lygiagreti skyčių išnešiojimo sistema, kuri išsitęsia per visą kūną. Ji surenka baltymus ir kitas atliekas iš ertmių tarp ląstelių, ir numeta visa tai į kraują, kad atliekos būtų pašalintos. Bet jei pažvelgus į schemą iš arčiau, būtų galima pastebėt, kad tai neatrodo labai prasminga. Tad, jei pažvelgtume į galvą iš arčiau, viena, ką jūs ten pamatytumėt tai, kad smegenyse nėra limfinių takų. Bet tai neatrodo protinga, ar ne? Ta prasme, kad smegenys labai aktyvios, kurios atitinkamai pagamina daug atliekų, kurios turi būti efektyviai pašalintos. Ir vis tik jose trūksta limfinių indų, kas reiškia, kad būdas, kurį visas likęs kūnas naudoja atliekoms pašalinti negali veikti smegenyse. Tai kaip tuomet smegenys sprendžia atliekų pašalinimo problemą? Na, su tuo rodos paprastu klausimu mūsų grupė ir pradėjo savo tyrimus, ir ką męs radom, besigilindami į smegenis, gilyn tarp neuronų ir kraujagyslių, buvo tai, kad smegenų sprendimas atliekų pašalinimo problemai spręsti, jis buvo be galo netikėtas. Tai buvo išradinga, bet taip pat ir gražu. Leiskit papasakot, ką radom. Smegenys turi didelę sankaupą labai švaraus skysčio, vadinamo smegenų skysčiu. Mes jį vadinam smegenų skysčiu. Smegenų skystis užpildo smegenis supančią erdvę, o visos atliekos iš smegenų keliauja į smegenų skystį, kuris pašalinamas kartu su atliekomis į kraują. Šis būdas labai primena limfinę sistemą, ar ne? Bet įdomiausia, kad skystis ir atliekos iš pačių smegenų ne taip paprastai iskeliauja į smegenų skysčio sankaupas. Vietoj to, egzistuoja specialus tiekimo tinklas organizuojantis ir palengvinantis procesą. Tai galite pamatyti šiuose video. Čia mes vėl matome gyvos pelės smegenų paveiksliuką. Kadras kairėje rodo, kas vyksta smegenų paviršiuje, ir kadras dešinėje rodo, kas vyksta po smegenų paviršiumi pačiame audinyje. Kraujagyslės vaizduojamos raudonai, o skystis (CFS) supantis smegenis pasirodys žaliai. Taigi, kas mus nustebino, tai skystis smegenų išorėje, jis išorėje nepasiliko. Bet vietoj to jis buvo supumpuotas atgal per pačias smegenis visai šalia kraujagysių, ir tekėdamas į pačias smegenis, prie kraujagyslių jis tuo būdu iš tikro padeda jas išvalyti, pašalinti atliekas iš ertmių tarp smegenų ląstelių. Pagalvojus apie tai, kaip panaudojamas kraujagyslių išorinis paviršius, tai rodos be galo išradingas sprendimas, nes smegenys uždarytos tvirtoje kaukolėje pilnoje ląstelių, taigi joje nėra papildomos vietos antrai sistemai su visais indais, kaip limfinei sistemai. Taigi, kraujagyslės, jos išsiplečia nuo smegenų paviršiaus gilyn pasiekdamos kiekvieną smegenų ląstelę, kas reiškia, jog skystis keliaudamas palei kraujagysles gali lengvai pasiekti visą smegenų tūrį, taigi, tai tikrai išmanus sprendimas pakartotinai panaudoti kanalų sistemą, kraujotaką, paimti ir pakeisti jos funkciją pagal antrają sistemą, limfinę, todėl limfininė sistema tampa nereikalinga. Ir kas nuostabiausia, kad joks kitas organas nenaudoja šio būdo tarpląstelinėms atliekoms pašalinti. Tai sprendimas, būdingas tik smegenims. bet labiausiai nustebinęs atradimas buvo tai, kad visa tai, ką aš papasakojau, apie skystį plūstantį per smegenis, vyksta tik miegančiose smegenyse. Štai, video kairėje vaizduoja kaip smegenų skystis juda gyvos pelės smegenyse, kol ji budri. Beveik niekas nevyksta. Ir štai tame pačiame gyvūne, jei tik mes palaukiame, kol jis užmigs, ką mes pamatom, tai kad skystis paplūsta po smegenis, ir mes pamatom, kad tuo pačiu metu, kai smegenys užmiega, smegenų ląstelės rodos susitraukia atverdamos erdves tarp jų leidžiant skysčiui pratekėti ir taip atliekas pašalinti. Taigi, pasirodo, Galenas vis dėlto galėjo būt teisus rašydamas apie skystį tekantį per smegenis miegui atėjus. Mūsų tyrimas, jau 2000 metų vėliau, leidžia suprasti, kad tai, kas vyksta kol smegenys yra budrios ir labiausiai užimtos, jos atideda atliekų šalinimą iš ląstelių tarpų iki vėliau, iki smegenys užmiega ir nebeturi būti tiek užimtos, jos tarsi persijungia į valymo rėžimą pašalinti atliekas iš ertmių tarp ląstelių, tas pačias, sukauptas dienos metu. Tai iš tiesų kažkiek primena mane ar jus, kuomet atidedame namų ruošos darbus savaitės eigoje kai tam neturime laiko, ir vėliau bandom pasivyt tvarkydami tai ką turime sutvarkyt atėjus savaitgaliui. Taigi, tik ką papasakojau apie atliekų šalinimą, bet bet net nepasakiau apie kokias atliekas kalbame, kad smegenys miego metu turi nuo jų apsivalyti jei nori išlikt sveikos. Nauji tyrimai daugiausiai buvo apie atliekų produktą: amyloid-beta, baltymą, smegenyse gaminamą nuolatos. Kad ir dabar, amyloid-beta gamina mano smegenys, ir jūsų. Bet Alzheimerio paciento smegenyse amyloid-beta renkasi ir jungiasi ertmėse tarp smegenų ląstelių vietoj to, kad būtų kaip įprasta - pašalinta, ir būtent ta amyloid-beta sankaupa, manoma, yra vienas pagrindinių žingsnių Alzheimerio ligos progrese. Taigi išmatavome kaip greitai amyloid-beta pašalinama budrumo metu palyginus su miego metu. ir pastebėjome, kad iš tikro amyloid-beta pašalinimas yra daug greitesnis iš smegenų miego metu. Tad, jei miegas yra vienas smegenų sprendimų atliekų šalinimo problemai spręsti, tai galėtų dramatiškai pakeisti, kaip suvokiame miego sąryšį su amyloid-beta baltymu ir Alzheimerio liga. Eilė naujų klinikinių tyrimų pastebi, kad tarp pacientų, kol kas dar be Alzheimerio ligos požymių pablogėjusi miego kokybė ir trukmė tiesiogiai susijusi su didesniais amyloid-beta kiekiais besikaupiančiais smegenyse, ir nors svarbu pastebėti, kad tie tyrimai neįrodo, kad miego stoka ar prastas miegas sukelia Alzheimerio ligą, bet jie pastebi, kad smegenų negebėjimas susitvarkyti savo namų išvalant atliekas, kaip amyloid-beta, gali prisidėti prie sąlygų, kaip Alzheimerio ligos, vystymosi. Ką šie nauji tyrimai mums pasako, tai, kad tas vienintelis dalykas, ką mes visi jau žinojome, ir net Galenas suprato, tai, kad miegas atgaivina smegenis ir prašviesina mintis, turbūt yra ta didžiausia dalis, kam reikalingas miegas. Tad matot, jūs ir aš, kasnakt mes einam miegot, bet mūsų smegenys niekad nesiilsi. Kol mūsų kūnas ramus ir mūsų mintys ilsisi, po sapnus bastosi, smegenų elegantiška mašina sau ramiai ir uoliai dirba valydama ir palaikydama tą neįsivaizduojamą sudėtingą mašiną. Kaip ir namų ruoša, tai purvinas ir nedėkingas darbas, nors ir svarbus. Jei savo namuose nustotum valyt virturvę tarkim mėnesį, tavo namai greit pavirstų neįmanomi gyventi. Bet smegenyse, pasekmės nespėjant su namų ruoša gali būt daug didesnės nei gėda dėl purvinų virtuvės stalviršių, nes kalbant apie smegenų valymą, tai ju pati sveikata, proto geba ir kūno veiksna, kuria čia rizikuojame, ir dėl to šiandien suvokti šias elementarias smegenų valymosi funkcijas, gali būt lemiama siekiant sustabdyti ar gydyti tokias smegenų ligas rytoj. Dėkui. (Plojimai)