San.
U njemu provedemo oko trećine života,
ali da li iko razume o čemu se tu zapravo radi?
Galen, jedan od najznačajnijih lekara
starog veka je pre 2.000 godina
pretpostavio da se
pokretačka sila našeg mozga,
njegovo gorivo, dok smo budni
sliva u ostatak tela
i oživljava ga, ali isušuje mozak,
a dok spavamo,
sva ta vlaga iz ostatka tela
se vraća,
vlaži mozak
i osvežava um.
Sada nam to zvuči kao budalaština,
ali to je bio Galenov pokušaj da objasni
jednu od odlika sna
sa kojom se svakodnevno susrećemo.
Svi iz iskustva znamo
da san bistri um,
ali u nedostatku sna,
on se usporava.
Iako se sad zna mnogo više o snu
nego u Galenovo vreme,
još uvek ne znamo zbog čega
od svih aktivnosti, baš san
tako uspešno obnavlja um.
Danas ću vam pričati o nekim
skorijim istraživanjima
koje prikazuju ovo pitanje u novom svetlu.
Otkrili smo da je san
možda elegantan odgovor
na neke od osnovnih potreba mozga,
jedinstven način na koji mozak
sa malo grešaka ispunjava teške zahteve
i koji ga odvaja od ostalih organa.
Gotovo celokupna biologija
može da se posmatra kao niz problema
i odgovarajućih rešenja,
a prvi problem koji svaki organ mora da reši
je neprekidna dostava hranljivih materija
koje napajaju ćelije tela.
Za mozak je to naročito važno;
njegova intenzivna električna aktivnost
troši četvrtinu energije tela,
iako mozak čini
svega dva procenta telesne mase.
Zbog toga krvotok rešava
problem dostave hranljivih materija
tako što krvnim sudovima šalje
hranljive materije i kiseonik u čitavo telo.
Na ovom snimku se to i vidi.
Prikazani su krvni sudovi
u mozgu živog miša.
Krvni sudovi čine složenu mrežu
koja prožima čitavu zapreminu mozga.
Kreću na površini mozga,
a zatim se spuštaju u samo tkivo
i čitavim putem u svaku ćeliju mozga
dostavljaju hranljive materije i kiseonik.
Kao što svakoj ćeliji
trebaju hranljive materije,
tako i svaka proizvodi otpadne materije,
a čišćenje tog otpada
je drugi problem
koji svaki organ mora da reši.
Ovaj dijagram prikazuje limfni sistem
koji se razvio da bi ispunio tu potrebu.
Paralelan je u odnosu na krvotok,
i on prožima čitavo telo.
Sakuplja proteine i ostali otpad
iz međućelijskog prostora,
a zatim ga ubacuje u krv
kako bi mogao da se odstrani.
Ako se ovaj dijagram dobro pogleda,
uočava se nešto
što nema smisla.
Ako mu uvećamo glavu,
između ostalog se vidi
da u mozgu nema limfnih sudova.
Ali to baš i nema smisla, zar ne?
Mozak je ipak vrlo aktivan organ
i shodno tome proizvodi dosta otpada
koji mora da se ukloni.
Ali ipak nema limfne sudove, što znači
da način na koji ostatak tela
uklanja otpad
kod mozga ne radi.
Kako onda mozak rešava
problem uklanjanja otpada?
Kod ovog naizgled običnog pitanja
se naša grupa prvi put uključila u priču
i pronicanjem u mozak,
u neurone i krvne sudove
smo otkrili
da mozak
problem uklanjanja otpada
rešava na neočekivan način.
Istovremeno je
i genijalno i prelepo.
Reći ću vam šta smo otkrili.
U mozgu postoji velika količina
čiste, prozirne tečnosti zvane moždano-moždinska tečnost.
Zvaćemo je CSF.
CSF ispunjava okolinu mozga,
a otpad iz unutrašnjosti mozga
prelazi CSF,
i sa ostalim otpadom se ubacuje u krv.
U tom pogledu
dosta liči na limfni sistem, zar ne?
Zanimljivo je to što tečnost
i otpad iz mozga
ne prelaze
u CSF nasumice.
Zapravo postoji specijalizovana mreža sudova
koja to omogućava.
Vidi se na ovom snimku.
Tu je ponovo prikazan
mozak živog miša.
Sa leve strane je prikazano
šta se dešava na površini mozga,
a sa desne
šta se dešava ispod površine,
unutar samog tkiva.
Krvni sudovi su obeleženi crvenom bojom,
a CSF koji okružuje mozak
je zelena.
Iznenadilo nas je
što tečnost koja okružuje mozak
nije ostala van njega.
CSF se ustvari vraćao unutar mozga
i kretao se kroz njega
duž spoljne strane krvnih sudova,
i tokom tog kretanja
je zapravo pomagao
u čišćenju otpada
iz prostora između
moždanih ćelija.
Korišćenje spoljašnjosti
krvnih sudova je
zapravo veoma dobro rešenje,
pošto je mozak okružen
čvrstom lobanjom
i sasvim popunjen ćelijama,
tako da u njemu nema prostora
za dodatnu mrežu sudova kao što je limfni sistem.
Međutim, krvni sudovi
dosežu od površine mozga
do svake ćelije,
što znači da tečnost
koja se kreće duž njih
može da prodre u čitavu zapreminu mozga
i to predstavlja veoma dobar način
da mreža krvnih sudova
preuzme ulogu druge mreže,
limfnog sistema,
i učini je nepotrebnom.
Neverovatno je to da ni jedan drugi organ
ne pristupa uklanjanju otpada
na ovakav način.
Ovo rešenje je jedinstveno za mozak.
Ali smo se najviše iznenadili
kad smo otkrili da se
sve ovo o čemu sam pričao,
tečnosti koje se kreću kroz mozak,
dešava samo dok spavamo.
Snimak sa leve strane
prikazuje kretanje CSF
u mozgu živog miša dok je budan.
Skoro da ga i nema.
Ali ako malo sačekamo
da životinja zaspi
vidimo kako CSF
teče kroz mozak,
a istovremeno se vidi
da se ćelije smanjuju
dok mozak spava,
čime stvaraju međućelijski prostor
i omogućavaju da
tečnost prođe i ukloni otpad.
Izgleda da Galen i nije
mnogo pogrešio kad je pisao
o tečnosti koja se kreće kroz mozak
dok spavamo.
Naše istraživanje,
2.000 godina kasnije,
pokazuje da mozak
odlaže čišćenje otpada
iz međućelijskog prostora
dok je budan i zauzet,
ali kad zaspi
i ne mora više da radi,
počinje da
iz međućelijskog prostora
čisti otpad
koji se nagomilao u toku dana.
Pomalo liči na to
kako odlažemo kućne poslove tokom radnih dana
jer nemamo vremena,
a onda moramo da nadoknadimo svo to čišćenje
u toku vikenda.
Dosta sam pričao o uklanjanju otpada,
ali nisam ništa određeno rekao
o vrsti otpada
koji mozak mora da ukloni
tokom sna kako bi ostao zdrav.
Studije su pre svega posmatrale
vrstu otpada zvanu amiloid-beta,
koju čini protein kog mozak stalno proizvodi.
Moj mozak ga trenutno prozvodi,
kao i vaš.
Kod obolelih od Alchajmerove bolesti
amiloid-beta se nagomilava
u međućelijskom prostoru mozga
umesto da se ukloni kao što bi trebalo,
te se smatra da je ovo nagomilavanje
amiloid-bete jedan od ključnih koraka
u razvoju ove strašne bolesti.
Izmerili smo brzinu uklanjanja amiloid-bete
dok smo budni
i dok spavamo
i otkrili smo da je
uklanjanje amiloid-bete zaista
mnogo brže dok spavamo.
Ukoliko je san
deo načina na koji mozak
rešava uklanjanje otpada,
to bi moglo znatno da promeni način
na koji gledamo odnos između sna,
amiloid-bete i Alchajmerove bolesti.
Niz nedavnih studija pokazuje
da je kod pacijenata
kod kojih se nije sasvim razvila Alchajmerova bolest
smanjenje kvaliteta i trajanja sna
povezano sa povećanim nagomilavanjem
amiloid-bete u mozgu.
Važno je napomenuti da
iako ove studije ne dokazuju
da loš san ili njegov nedostatak
izazivaju Alchajmerovu bolest,
ukazuju da nemogućnost mozga
da ukloni otpade
poput amiloid-bete
može da doprinese razvoju
bolesti kao što je Alchajmerova.
Ova istraživanja nam pokazuju
da ono što svi
znamo o snu,
što je i Galen znao,
da sam osvežava i bistri um,
može biti značajan deo
same suštine sna.
Svake noći
ležemo da spavamo,
ali mozak se nikad ne odmara.
Dok je telo nepomično,
a um je negde u zemlji snova,
elegantni mehanizam mozga
neprimetno radi
na čišćenju i održavanju
ove nezamislivo složene mašine.
Poput čišćenja kuće,
to je prljav i nezahvalan posao,
ali i vrlo važan.
Ako mesec dana ne čistite kuhinju
svoje kuće,
veoma brzo u kući neće moći
da se živi.
Što se mozga tiče, posledice
nemara mogu biti mnogo ozbiljnije
od sramote zbog prljavih pultova,
jer je kod čišćenja mozga
u igri samo zdravlje
i rad uma i tela,
i zbog toga je od ključne važnosti
za sprečavanje i lečenje budućih bolesti uma
razumevanje ovih osnovnih funkcija
održavanja mozga.
Hvala vam.
(Aplauz)