Un motivo in più per avere un sonno notturno ristoratore

Il cervello utilizza un quarto di tutta la scorta di energia del corpo, ma rappresenta solo circa il due per cento della sua massa. Allora, come riceve, e soprattutto, come si libera di sostanze nutrienti vitali? Una nuova ricerca suggerisce che ha a che fare con il sonno .

Sonno.

Qualcosa in cui spendiamo circa un terzo
della nostra vita,

ma qualcuno di noi capisce veramente
di cosa si tratti?

Duemila anni fa, Galeno,

uno dei ricercatori medici più prominenti

del mondo antico,

prospettò che mentre siamo svegli,

la forza motrice del nostro cervello,
il suo succo,

fluirebbe verso tutte le parti del corpo,

animandole ma prosciugando il cervello,

e pensava che dormendo,

tutta questa umidità che riempiva
il resto del corpo

sarebbe risalita,

reidratando il cervello

e rinnovando la mente.

Ora, questo a noi sembra
completamente ridicolo,

ma Galeno stava solo tentando di spiegare

qualcosa riguardo il sonno

con cui noi abbiamo a che fare
ogni giorno.

Sappiamo tutti per esperienza

che dormire ci schiarisce la mente,

e che non dormire,

ci lascia la mente torbida.

Però anche se sappiamo
molto di più ora sul sonno

che ai tempi di Galeno,

ancora non abbiamo capito perché dormire,

tra tutte le nostre attività,
ha questa incredibile

funzione ristoratrice per la mente.

Quindi oggi voglio parlarvi

di alcune ricerche recenti

che possono gettare nuova luce
su questa questione.

Abbiamo scoperto che il sonno
può essere effettivamente

una sorta di elegante stratagemma

ad alcune delle esigenze basilari
del cervello,

un modo unico con il quale il cervello

soddisfa le elevate esigenze
e gli stretti margini

che lo distingue da tutti gli altri
organi del corpo.

Quasi tutta la biologia
che osserviamo

può essere pensata
come una serie di problemi

e le soluzioni corrispondenti,

e il primo problema che ogni organo
deve risolvere

è la scorta continua di nutrienti
per alimentare

tutte le cellule del corpo.

Nel cervello, questo è particolarmente
critico;

la sua intensa attività elettrica consuma

un quarto di tutta la scorta
di energia del corpo,

anche se il cervello rappresenta

solo circa il due per cento
della massa corporea totale.

Quindi il sistema circolatorio

risolve il problema della consegna
dei nutrienti

inviando i vasi sanguigni
per fornire nutrienti

e ossigeno ad ogni angolo
del nostro corpo.

Si può effettivamente vedere
in questo video.

Qui vediamo vasi sanguigni

nel cervello di un topo vivo.

I vasi sanguigni formano
una rete complessa

che occupa l'intero volume del cervello.

Iniziano dalla superficie del cervello

e poi si riversano nel tessuto stesso,

e mentre si diffondono,
forniscono nutrienti

e ossigeno ad ogni cellula del cervello.

Ora, così come ogni cellula richiede

nutrienti per alimentarsi,

ogni cellula produce anche
rifiuti come sottoprodotto ,

e la rimozione di questo scarto

è il secondo prolema fondamentale

che ogni organo deve risolvere.

Questo diagramma mostra
il sistema linfatico del corpo,

che si è evoluto per soddisfare
questa esigenza.

Si tratta di una seconda
rete parallela di vasi

che si estende in tutto il corpo.

Prende proteine e altri rifiuti

dagli spazi tra le cellule,

li raccoglie, e poi li scarica nel sangue

in modo che possano essere smaltiti.

Ma se guardate da vicino il diagramma

vedrete qualcosa

che non torna.

Dunque, se facessimo zoom
nella testa di questo ragazzo,

una delle cose che si vedrebbero

è che non vi sono
vasi linfatici nel cervello.

Ma questo non ha tanto senso, vero?

Voglio dire, il cervello è questo organo
intensamente attivo

che produce una corrispondente
quantità di rifiuti

che devono essere
efficacemente smaltiti.

Tuttavia, mancano vasi linfatici,
ciò significa che

l'approccio che il resto del corpo prende

per smaltire i suoi rifiuti

non funziona nel cervello.

Allora, come risolve il cervello

il suo problema
di smaltimento dei rifiuti?

Questa domanda apparentemente banale

è dove il nostro gruppo
è intervenuto in questa storia,

e ciò che abbiamo trovato

quando ci siamo immersi nel cervello,

giù tra i neuroni e i vasi sanguigni,

è stato che la soluzione del cervello

al problema dello smaltimento dei rifiuti,

era davvero inaspettata.

Era geniale,

ma anche bella.

Lasciate che vi parli di ciò
che abbiamo scoperto.

Il cervello ha questa grande pozza

di un fluido pulito, chiaro,
chiamato liquido cerebrospinale.

Lo chiamiamo CSF.

Il CSF riempie lo spazio che circonda il
cervello,

e i rifiuti dentro il cervello

si fanno strada fuori dal CSF,

che viene scaricato,
insieme ai rifiuti, nel sangue.

Quindi, in questo modo,
suona un po' come

il sistema linfatico, giusto?

Ma la cosa interessante
è che il liquido e i rifiuti

dall'interno del cervello,

non percorrono il loro cammino
in modo casuale

verso queste pozze di CSF.

Invece, vi è una rete specializzata
di tubature

che organizza e facilita questo processo.

Potete vederlo in questi video.

Qui, abbiamo di nuovo
un'immagine del cervello

di topi viventi.

L'immagine alla vostra sinistra mostra

cosa succede nella superficie cerebrale,

e l'immagine alla vostra destra mostra

cosa succede sotto la superficie

all'interno del tessuto stesso.

Abbiamo etichettato
i vasi sanguigni in rosso,

e il CSF che circonda il cervello

in verde.

La cosa sorprendente per noi

era che il fluido fuori dal cervello,

non rimaneva all'esterno.

Invece, il CSF veniva pompato
nuovamente all'interno

e attraverso il cervello

lungo i bordi dei vasi sanguigni,

e così mentre fluiva nel cervello

lungo i bordi di questi vasi,

contribuiva a sgomberare,

per pulire i rifiuti dagli spazi

tra le cellule del cervello.

Se ci pensate,

utilizzare i bordi dei vasi sanguigni
in questo modo

è uno stratagemma davvero intelligente.

perché il cervello è racchiuso

in un teschio rigido

ed è pieno di cellule,

pertanto non vi è
spazio libero all'interno

per un intero secondo gruppo di vasi
come il sistema linfatico.

Eppure i vasi sanguigni,

si estendono
dalla superficie del cervello

fino a raggiungere ogni singola cellula
del cervello,

il che significa che il liquido

che viaggia lungo i bordi
di questi vasi sanguigni

può accedere facilmente
all'intero volume del cervello,

quindi è questo modo davvero intelligente

di riutilizzare una serie di vasi,
i vasi sanguigni,

per prendere in consegna
e sostituire la funzione

di una seconda serie di vasi,
i vasi linfatici,

e fare in modo
che non ne abbiamo il bisogno.

La cosa sorprendente è
che nessun altro organo

ha questo approccio

per smaltire i rifiuti dallo spazio
tra le proprie cellule.

È una soluzione unica al cervello.

Ma la nostra scoperta più soprendente

è stata che tutto questo,

tutto quello che vi ho appena raccontato,

con tutti questi liquidi che scorrono
attraverso il cervello,

accade solo nel cervello addormentato.

Qui, il video sulla sinistra

mostra quanto CSF si sta muovendo

attraverso il cervello di un topo vivo
mentre è sveglio.

Quasi niente.

Tuttavia nello stesso animale,

se solo aspettiamo un po'
finché va a dormire,

vediamo che il CSF

scorre attraverso il cervello,

e abbiamo scoperto che allo stesso tempo

quando il cervello si addormenta,

le cellule cerebrali stesse
sembrano ridursi,

creando degli spazi tra di loro,

permettendo al liquido di attraversarle

e permettendo di ripulire i rifiuti.

Quindi sembra che Galeno potesse essere

sulla strada giusta quando scrisse

del liquido che scorre nel cervello

quando arriva il sonno.

La nostra ricerca, 2000 anni dopo,

suggerisce che

quando il cervello è sveglio

ed è impegnato al massimo,

non si occupa
dello smaltimento dei rifiuti

dagli spazi tra le cellule
fino a più tardi,

e allora, quando va a dormire

e non è impegnato,

si sposta in una sorta
di modalità di pulizia

per pulire i rifiuti

dagli spazi tra le sue cellule,

i rifiuti che ha accumulato
durante la giornata.

Quindi è un po' come voi o io:

accumuliamo le faccende domestiche
durante la settimana

quando non c'è tempo per farle,

e poi recuperiamo il ritardo
su tutta la pulizia da fare

quando arriva il fine settimana.

Ho parlato molto
dello smaltimento dei rifiuti,

ma non ho specificato

i tipi di rifiuti

che il cervello deve smaltire

durante il sonno per rimanere
in buona salute.

Lo scarto su cui studi recenti

si sono incentrati è beta-amiloide,

che è una proteina prodotta
continuamente dal cervello.

Ora il mio sta facendo beta-amiloide

e anche il vostro.

Ma in pazienti con il morbo di Alzheimer,

il beta-amiloide si accumula e si deposita

negli spazi tra le cellule del cervello,

invece di essere smaltito via
come dovrebbe essere,

ed è questo accumulo di beta-amiloide

che si pensa possa essere
uno dei passi chiave

nello sviluppo di questo terribile morbo.

Così abbiamo misurato la velocità
di smaltimento di beta-amiloide

dal cervello quando è sveglio

rispetto a quando è addormentato,

e abbiamo scoperto che in effetti,

lo smaltimento di beta-amiloide

è molto più rapido nel cervello
addormentato.

Quindi se dormire,

è parte della soluzione del cervello

al problema dello smaltimento dei rifiuti,

allora questo può cambiare drasticamente
il nostro modo di pensare

il rapporto tra il sonno,

il beta-amiloide e il morbo di Alzheimer.

Una serie di studi clinici recenti

suggerisce che tra i pazienti

che non hanno ancora sviluppato
il morbo di Alzheimer,

il peggioramento della qualità
e durata del sonno

è associato a una maggiore quantità

di accumulo di beta-amiloidi nel cervello,

e mentre è importante sottolineare

che questi studi non provano

che la mancanza o scarsità di sonno

causino il morbo di Alzheimer,

suggeriscono che le carenze del cervello

nel mantenere la sua casa pulita

smaltendo rifiuti come i beta-amiloide

potrebbe contribuire allo sviluppo

di malattie come l'Alzheimer.

Quindi questa ricerca ci dice

che l'unica cosa che tutti voi

sapevate già sul sonno,

che anche Galeno aveva capito sul sonno,

che rinfresca e schiarisce la mente,

può essere una parte importante

della funzione del cervello.

Voi ed io andiamo a dormire

ogni singola notte,

ma il nostro cervello non riposa mai.

Mentre il nostro corpo è disteso

e la nostra mente vaga
da qualche parte tra i sogni,

l'elegante macchinario del cervello

lavora sodo

nella pulizia e manutenzione

di questa macchina
incredibilmente complessa.

Come le faccende domestiche:

un lavoro sporco e ingrato,

ma importante anche lui.

A casa, se smettete di pulire la cucina

per un mese,

la vostra casa diventerà
completamente invivibile

molto rapidamente.

Ma nel cervello, le conseguenze

di restare indietro possono essere
molto maggiori

dell'imbarazzo per il bancone sporco,

perché quando si tratta
di pulire il cervello,

è proprio la salute e funzionalità

della mente e del corpo che sono in gioco,

per questo comprendere queste

funzioni basilari
di pulizia del cervello oggi

può essere fondamentale
per prevenire e curare

malattie della mente domani.

Grazie.

(Applausi)