خواب برای پاکسازی مغز ما ضروری است. در هنگام خواب مواد زائد مغز پاکسازی می شوند. این کار را یک سیستم قوی انجام می شود. اما گاهی افراد در این پاکسازی و در به خواب رفتن مشکل دارند. یک ابداع بسیار جدید این مشکل را برطرف کرده است.
یک مطالعه جدید با هدف ارزیابی سودمندی یک فناوری جدید است که می تواند سرعت و افزایش پاکسازی ضایعات متابولیک را
از طریق سیستم گلیمفاتیک (سیستمی متشکل از رگ های خونی، که ضایعات را از سیستم عصبی مرکزی پاک می کند)
هنگام خواب فرد افزایش دهد.
منبع: دانشگاه کارولینای شمالی
وزارت دفاع ایالات متحده بودجه اولین آزمایش انسانی دستگاهی را برای سرعت بخشیدن و تقویت سیستم طبیعی پاکسازی مغز که هنگام خواب رخ می دهد، تامین می کند.
این کارآزمایی بین 90 نفر در سه مکان آزمایشی – دانشگاه کارولینای شمالی، دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن، و همکاری بین دانشگاه علوم و بهداشت اورگان و آزمایشگاه الکتروفیزیولوژی مغز (BEL) انجام خواهد شد. نتایج در پاییز 2022 پیش بینی می شود.
اکتشافات اخیر به اهمیت خواب باکیفیت برای پاکسازی ضایعات متابولیک مغز از طریق سیستم گلیمفاتیک مغز تازه کشف شده اشاره دارد.
اگر خواب مختل شود، این فرآیندهای حیاتی نیز به اختلال شناختی منجر می‌شوند – مواردی مانند هماهنگی حرکتی معیوب، کمبود توجه، سرعت پردازش کندتر، کاهش توانایی‌های تصمیم‌گیری، و اختلال در حافظه کوتاه‌مدت، علاوه بر افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های عصبی.
این مسائل می تواند عواقب مرگ یا زندگی برای سربازان ارتش ایالات متحده داشته باشد، به همین دلیل است که وزارت دفاع بودجه طرح های تحقیقاتی نوآورانه، از جمله این پروژه سه ساله 4.3 میلیون دلاری را با هدف نهایی کمک به سربازان تامین می کند. بر محرومیت حاد خواب و محدودیت خواب مزمن غلبه کنید.
دانشمندانی که این تلاش را رهبری می‌کنند از UNC-Chapel Hill، دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن، آزمایشگاه الکتروفیزیولوژی مغز دانشگاه بهداشت و علوم اورگان، و دانشگاه ایالتی مونتانا هستند.
داون کرناگیس، محقق ارشد، دکترا، استادیار جراحی مغز و اعصاب در دانشکده پزشکی UNC، گفت: رویکرد ما این است که همزمان با ارزیابی فناوری جدید برای بهبود پاکسازی گلیمفاتیک و عملکرد شناختی، اعتبارسنجی رویکردهای تصویربرداری جدید از سیستم گلیمفاتیک انسان را ادامه دهیم.
“اگر این کار موثر باشد، پیامدهای مهمی برای اعضای خدمات و احتمالاً هر کسی که اختلال خواب تشخیص داده شده باشد، خواهد داشت. همچنین می‌تواند پیامدهایی برای افراد مبتلا به سایر بیماری‌های عصبی مانند آسیب مغزی، بیماری آلزایمر و سایر زوال عقل داشته باشد.
نام پروژه
این پروژه با عنوان “نوروفیزیولوژی تقویت شده خواب و آمادگی عملکرد” بخشی از کنسرسیوم شرکت فناوری پزشکی است.
که با همکاری صنعت و دانشگاه برای تسهیل فعالیت‌های تحقیق و توسعه با همکاری فرماندهی تحقیق و توسعه پزشکی ارتش ایالات متحده و سایر بخش‌ها انجام می‌شود. آژانس های دفاعی در علوم زیست پزشکی برای حفاظت، درمان و بهینه سازی سلامت و عملکرد پرسنل نظامی.
این تلاش سال‌ها در حال انجام بود و با کشف سیستم گلیمفاتیک توسط محقق ارشد جفری ایلیف، دکترا و مایکن ندرگارد، دکترا شروع شد. در سال 2013، مجله Science آن را یکی از 10 کشف برتر سال نامید.
ایلیف، استاد روانپزشکی و علوم رفتاری و عصب شناسی در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن، گفت که زیست شناسی ساده است. مایع مغزی نخاعی مغز را احاطه کرده است، و همانطور که ما می خوابیم، مایع از سلول های مغز می گذرد و از دفع مواد زائد کمک می کند. سخنرانی TED Iliff در مورد این فرآیند بیش از 5 میلیون بار مشاهده شده است.
دانشمندان فکر می کنند این عملکرد گلیمفاتیک در قلب قدرت ترمیم کننده خواب است. بنابراین، دانشمندان فکر می کنند که اختلال در خواب باعث اختلال در سیستم گلیمفاتیک، اختلال در شناخت و به طور بالقوه بر سلامت طولانی مدت مغز می شود.
بهبود عملکرد گلیمفاتیک، چه از نظر دارویی و چه با استفاده از یک دستگاه، می تواند اثرات شناختی محرومیت حاد خواب و محدودیت مزمن خواب را بهبود بخشد.
تحقیقات آزمایشگاه ما در هشت سال گذشته در مورد پاکسازی مواد زائد مغزی در حیوانات کمک کرده است. زیست شناسی گلیمفاتیک را تعریف کنید .
اکنون امیدواریم ببینیم که آیا می‌توانیم از آموخته‌های خود برای کمک به افراد برای غلبه بر خواب ضعیف یا قطع شده و اختلال عملکرد مغزی که به دنبال آن است استفاده کنیم.
فناوری پیشنهادی برای بهبود عملکرد گلیمفاتیک Augmented Neural Oscillation Driver یا “AugNOD” نامیده می شود، یک هدبند الکتروانسفالوگرافی ترکیبی (EEG) و تحریک الکتریکی ترانس کرانیال با استفاده آسان، بی سیم که می تواند قبل از خواب برای نظارت و بهبود خواب موج آهسته اعمال شود. و پاکسازی گلیمفاتیک را منجر گردد. محقق ارشد پروژه، دان تاکر، دکترا، استاد بازنشسته در دانشگاه اورگان و مدیر عامل شرکت BEL، این فناوری را ایجاد کرد.
تیم تحقیقاتی همچنین یک سیستم تصویربرداری و تجزیه و تحلیل، از جمله استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی برای اندازه‌گیری تبادل گلیمفاتیک مایعات زمانی که به افراد IV حاوی مواد متضاد داده می‌شود، توسعه داده و اعتبارسنجی کرده‌اند. مطالعه جدید رویکردهای جدید تصویربرداری توسعه یافته در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن را که نیازی به مواد حاجب ندارند تأیید می کند.
از طریق مدل‌سازی کاملی که در دانشگاه مونتانا انجام شد، تیم همچنین قادر خواهد بود انتقال مایعات دوربرد و انتشار در مغز و همچنین تغییرات فشار عروق خونی مغز را ضبط کند. هر دو ارتباط نزدیکی با عملکرد مسیر گلیمفاتیک دارند.
فراتر از ارزیابی فناوری بالقوه برای بهبود عملکرد گلیمفاتیک، رویکردهای تصویربرداری و مدل‌سازی حاصل که در این مطالعه تأیید می‌شوند، می‌توانند با توجه به گزینه‌های محدود برای مطالعه یک سیستم بالقوه حیاتی برای کوتاه‌مدت و بلندمدت، برای حوزه‌های تحقیقاتی علوم اعصاب و عصب‌شناسی بسیار تأثیرگذار باشند.
سیستم پاکسازی مواد زائد در مغز
سیستم گلیمفاتیک شبکه‌ای از رگ‌ها است که مواد زائد را از سیستم عصبی مرکزی (CNS)، بیشتر در هنگام خواب پاک می‌کند. شواهد اخیر نشان می دهد که سیستم گلیمفاتیک ممکن است در برخی از بیماری های مغز مختل شده و به آن کمک کند.
مایع مغزی نخاعی (CSF) در کنار شریان‌ها جریان می‌یابد و به فضاهای مجاور رگ‌های خونی کوچک‌تری که وارد مغز می‌شوند رانده می‌شود. در آنجا، با مایع بینابینی – مایع احاطه کننده سلول های مغز – اغلب از طریق کانالی که توسط آستروسیت ها بیان می شود، سلول های گلیال که پاهای آنها فضای اطراف مویرگ های مغز را احاطه کرده اند، تبادل می کند و عروق گلیمفاتیک را تشکیل می دهد.
انتقال گلیمفاتیک از انرژی حاصل از ضربان شریان ها و فشار ایجاد شده در حین ایجاد CSF و همچنین از نیروهای ناشناخته استفاده می کند. این تبادل منجر به جمع‌آوری مواد زائد مانند متابولیت‌ها و پروتئین‌ها و انتقال آنها به CSF می‌شود که آنها را از مغز به مکان‌هایی که CSF تخلیه می‌کند منتقل می‌کند.
سیستم گلیمفاتیک در زمان خواب در جوندگان بیشترین فعالیت را دارد و در زمانی که حیوانات بیدار هستند کمترین فعالیت را دارد.
محققان نشان داده‌اند که وقتی حیوانات در خواب هستند، فضای بین‌بافتی نیز افزایش می‌یابد، که نشان می‌دهد افزایش فعالیت گلیمفاتیک به دلیل در دسترس بودن بیشتر فضا برای تبادل بین مایع بین بافتی و مغزی نخاعی امکان‌پذیر است.
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!