O důvod víc, proč se dobře vyspat

Přestože mozek zabírá pouhá 2% tělesné hmotnosti, spotřebuje čtvrtinu přijímané energie. Jak přesně však tuto energii přijímá? A hlavně, jak se potom zbavuje odpadních produktů? Nový výzkum napovídá, že to souvisí se spánkem.

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)