Thứ tư, ngày 23 tháng 10 năm 2013.- Một cuộc điều tra của Trung tâm Y tế thuộc Đại học Rochester, New York, Hoa Kỳ, cho thấy một hệ thống được phát hiện gần đây giúp loại bỏ chất thải từ não hoạt động chủ yếu trong khi ngủ. Tiết lộ này có thể thay đổi sự hiểu biết của các nhà khoa học về tác động sinh học của giấc ngủ và chỉ ra những cách mới để điều trị rối loạn thần kinh.
"Nghiên cứu này cho thấy não có các trạng thái chức năng khác nhau khi bạn ngủ và khi bạn thức dậy", Maiken Nedergaard, đồng giám đốc Trung tâm Dịch thuật Thần kinh Dịch thuật tại Trung tâm Y tế Đại học Rochester (URMC), tác giả chính của công việc "Trên thực tế, bản chất phục hồi của giấc ngủ dường như là kết quả của việc thanh lý tích cực các sản phẩm phụ của hoạt động thần kinh tích lũy trong quá trình thức giấc", ông nói thêm.
Nghiên cứu, được công bố vào thứ năm trên tạp chí 'Science', cho thấy phương pháp độc đáo trong não để xử lý chất thải, được gọi là hệ thống 'glymphatic', rất tích cực trong khi ngủ, loại bỏ độc tố gây bệnh Alzheimer và các rối loạn thần kinh khác. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng trong khi ngủ, các tế bào não bị giảm kích thước, cho phép chất thải được xử lý hiệu quả hơn.
Được biết, hầu như tất cả các loài động vật, từ ruồi giấm đến cá voi bên phải, ngủ theo một cách nào đó, nhưng thời gian trễ này có những hạn chế đáng kể, đặc biệt là khi động vật ăn thịt đang đi dạo. Điều này đã khiến chúng ta nghĩ rằng nếu giấc mơ không thực hiện một chức năng sinh học thiết yếu thì có lẽ đó là một trong những sai lầm lớn nhất của sự tiến hóa.
Mặc dù các phát hiện gần đây đã chỉ ra rằng giấc ngủ có thể giúp lưu trữ và củng cố ký ức, những lợi ích đó dường như không khắc phục được lỗ hổng, các nhà khoa học hàng đầu suy đoán rằng cần phải có một chức năng thiết yếu hơn cho chu kỳ đánh thức giấc ngủ.
Những kết quả mới này được thêm vào khám phá được thực hiện vào năm ngoái bởi Nedergaard và các đồng nghiệp của ông về sự tồn tại của một hệ thống duy nhất trong não giúp loại bỏ chất thải, chưa được biết đến. Hệ thống chịu trách nhiệm loại bỏ chất thải tế bào trong phần còn lại của cơ thể, hệ bạch huyết, không mở rộng đến não vì não duy trì "hệ sinh thái" khép kín và được bảo vệ bởi một hệ thống cổng phân tử phức tạp, được gọi là hàng rào máu não, kiểm soát chặt chẽ những gì xâm nhập và rời khỏi não.
Quá trình làm sạch này đã không được phát hiện trước đây vì nó chỉ có thể được quan sát trong não sống, một điều không thể trước khi có sự xuất hiện của các công nghệ hình ảnh mới, đó là kính hiển vi của hai photon. Nhờ những kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu đã có thể quan sát ở chuột, có bộ não rất giống với con người, tương đương với hệ thống đường ống trên lưng ngựa giữa các mạch máu của não và dịch não tủy (CSF) đi qua các mô của não, thải chất thải vào hệ thống tuần hoàn, nơi cuối cùng chúng tìm đường đến hệ thống tuần hoàn máu nói chung và cuối cùng là gan.
Loại bỏ kịp thời chất thải từ não là điều cần thiết trong việc tích lũy không kiểm soát được các protein độc hại như beta-amyloid, có thể dẫn đến bệnh Alzheimer. Trên thực tế, hầu như tất cả các bệnh thoái hóa thần kinh đều liên quan đến sự tích tụ chất thải từ các tế bào.
Một trong những manh mối cho thấy hệ thống 'glymphatic' có thể hoạt động mạnh hơn trong khi ngủ là thực tế là lượng năng lượng mà não tiêu thụ không giảm đáng kể trong khi chúng ta ngủ. Do bơm CSF đòi hỏi nhiều năng lượng, các nhà nghiên cứu suy đoán rằng quá trình làm sạch có thể không tương thích với các chức năng mà não phải thực hiện khi chúng ta tỉnh táo và chủ động xử lý thông tin.
Thông qua một loạt các thí nghiệm trên chuột, các nhà khoa học đã quan sát thấy hệ thống 'glymphatic' hoạt động mạnh hơn gần mười lần trong khi ngủ và não đã loại bỏ nhiều beta-amyloid hơn khi loài gặm nhấm đang ngủ.
Một phát hiện đáng ngạc nhiên khác là các tế bào trong não "co lại" 60% trong khi ngủ, một cơn co thắt tạo ra nhiều không gian hơn giữa các tế bào và cho phép CSF rửa tự do hơn qua mô não. Ngược lại, khi thức, các tế bào não lại gần nhau hơn, hạn chế dòng chảy của CSF.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng một loại hormone gọi là norepinephrine ít hoạt động hơn trong giấc ngủ. Chất dẫn truyền thần kinh này được biết là bị ném thành từng đợt khi não phải tỉnh táo, thường là để đáp ứng với nỗi sợ hãi hoặc các kích thích bên ngoài khác, vì vậy các nhà nghiên cứu suy đoán rằng norepinephrine có thể đóng vai trò là "bậc thầy điều khiển". co thắt và mở rộng các tế bào não trong chu kỳ ngủ-thức.
"Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng để điều trị các bệnh bụi bẩn trong não, chẳng hạn như Alzheimer, " Nedergaard nói. Theo quan điểm của ông, hiểu chính xác cách thức và thời điểm não kích hoạt hệ thống 'glymphatic' và làm sạch chất thải là bước đầu tiên quan trọng trong nỗ lực điều chỉnh hệ thống này và khiến nó hoạt động hiệu quả hơn.
Nguồn:
Tags:
Sự Tái TạO Tin tức Bảng chú giải
"Nghiên cứu này cho thấy não có các trạng thái chức năng khác nhau khi bạn ngủ và khi bạn thức dậy", Maiken Nedergaard, đồng giám đốc Trung tâm Dịch thuật Thần kinh Dịch thuật tại Trung tâm Y tế Đại học Rochester (URMC), tác giả chính của công việc "Trên thực tế, bản chất phục hồi của giấc ngủ dường như là kết quả của việc thanh lý tích cực các sản phẩm phụ của hoạt động thần kinh tích lũy trong quá trình thức giấc", ông nói thêm.
Nghiên cứu, được công bố vào thứ năm trên tạp chí 'Science', cho thấy phương pháp độc đáo trong não để xử lý chất thải, được gọi là hệ thống 'glymphatic', rất tích cực trong khi ngủ, loại bỏ độc tố gây bệnh Alzheimer và các rối loạn thần kinh khác. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng trong khi ngủ, các tế bào não bị giảm kích thước, cho phép chất thải được xử lý hiệu quả hơn.
Được biết, hầu như tất cả các loài động vật, từ ruồi giấm đến cá voi bên phải, ngủ theo một cách nào đó, nhưng thời gian trễ này có những hạn chế đáng kể, đặc biệt là khi động vật ăn thịt đang đi dạo. Điều này đã khiến chúng ta nghĩ rằng nếu giấc mơ không thực hiện một chức năng sinh học thiết yếu thì có lẽ đó là một trong những sai lầm lớn nhất của sự tiến hóa.
Mặc dù các phát hiện gần đây đã chỉ ra rằng giấc ngủ có thể giúp lưu trữ và củng cố ký ức, những lợi ích đó dường như không khắc phục được lỗ hổng, các nhà khoa học hàng đầu suy đoán rằng cần phải có một chức năng thiết yếu hơn cho chu kỳ đánh thức giấc ngủ.
Những kết quả mới này được thêm vào khám phá được thực hiện vào năm ngoái bởi Nedergaard và các đồng nghiệp của ông về sự tồn tại của một hệ thống duy nhất trong não giúp loại bỏ chất thải, chưa được biết đến. Hệ thống chịu trách nhiệm loại bỏ chất thải tế bào trong phần còn lại của cơ thể, hệ bạch huyết, không mở rộng đến não vì não duy trì "hệ sinh thái" khép kín và được bảo vệ bởi một hệ thống cổng phân tử phức tạp, được gọi là hàng rào máu não, kiểm soát chặt chẽ những gì xâm nhập và rời khỏi não.
Quá trình làm sạch này đã không được phát hiện trước đây vì nó chỉ có thể được quan sát trong não sống, một điều không thể trước khi có sự xuất hiện của các công nghệ hình ảnh mới, đó là kính hiển vi của hai photon. Nhờ những kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu đã có thể quan sát ở chuột, có bộ não rất giống với con người, tương đương với hệ thống đường ống trên lưng ngựa giữa các mạch máu của não và dịch não tủy (CSF) đi qua các mô của não, thải chất thải vào hệ thống tuần hoàn, nơi cuối cùng chúng tìm đường đến hệ thống tuần hoàn máu nói chung và cuối cùng là gan.
Loại bỏ kịp thời chất thải từ não là điều cần thiết trong việc tích lũy không kiểm soát được các protein độc hại như beta-amyloid, có thể dẫn đến bệnh Alzheimer. Trên thực tế, hầu như tất cả các bệnh thoái hóa thần kinh đều liên quan đến sự tích tụ chất thải từ các tế bào.
Một trong những manh mối cho thấy hệ thống 'glymphatic' có thể hoạt động mạnh hơn trong khi ngủ là thực tế là lượng năng lượng mà não tiêu thụ không giảm đáng kể trong khi chúng ta ngủ. Do bơm CSF đòi hỏi nhiều năng lượng, các nhà nghiên cứu suy đoán rằng quá trình làm sạch có thể không tương thích với các chức năng mà não phải thực hiện khi chúng ta tỉnh táo và chủ động xử lý thông tin.
LÊN TỚI THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG THÊM
Thông qua một loạt các thí nghiệm trên chuột, các nhà khoa học đã quan sát thấy hệ thống 'glymphatic' hoạt động mạnh hơn gần mười lần trong khi ngủ và não đã loại bỏ nhiều beta-amyloid hơn khi loài gặm nhấm đang ngủ.
Một phát hiện đáng ngạc nhiên khác là các tế bào trong não "co lại" 60% trong khi ngủ, một cơn co thắt tạo ra nhiều không gian hơn giữa các tế bào và cho phép CSF rửa tự do hơn qua mô não. Ngược lại, khi thức, các tế bào não lại gần nhau hơn, hạn chế dòng chảy của CSF.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng một loại hormone gọi là norepinephrine ít hoạt động hơn trong giấc ngủ. Chất dẫn truyền thần kinh này được biết là bị ném thành từng đợt khi não phải tỉnh táo, thường là để đáp ứng với nỗi sợ hãi hoặc các kích thích bên ngoài khác, vì vậy các nhà nghiên cứu suy đoán rằng norepinephrine có thể đóng vai trò là "bậc thầy điều khiển". co thắt và mở rộng các tế bào não trong chu kỳ ngủ-thức.
"Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng để điều trị các bệnh bụi bẩn trong não, chẳng hạn như Alzheimer, " Nedergaard nói. Theo quan điểm của ông, hiểu chính xác cách thức và thời điểm não kích hoạt hệ thống 'glymphatic' và làm sạch chất thải là bước đầu tiên quan trọng trong nỗ lực điều chỉnh hệ thống này và khiến nó hoạt động hiệu quả hơn.
Nguồn:
