Jak se mění činnost mozku, spotřeba energie a průtok krve, když lidé usínají

Nová studie vyšetřovatelů z Mass General Brigham pomocí zobrazovací technologie nové generace zjistila, že když mozek usíná, vykazuje koordinovaný posun v činnosti.

Vědci zjistili, že během NREM (non-rapid eye movement) spátčásti mozku, které zvládají pohyb a smyslový vstup zůstaňte aktivní a spotřebovávejte energii, zatímco oblasti spojené s myšlením, pamětí a denním sněním se ztiší a spotřebovávají méně energie. Jejich výsledky jsou zveřejněno v Příroda komunikace.

„Tento výzkum pomáhá vysvětlit, jak mozek zůstává reagovat na vnější svět, i když vědomí během spánku slábne,“ řekl odpovídající autor Jingyuan Chen, Ph.D., asistent výzkumného pracovníka Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging v Massachusetts General Hospital.

„Odhalením jak mozková činnost, spotřebu energiea průtok krve se během spánku vzájemně ovlivňují, tato zjištění a zobrazovací nástroje, které jsme použili k jejich odhalení, nabízejí nový pohled na mechanismy neurologických onemocnění a onemocnění souvisejících se spánkem.“

Tělo několikrát za noc projde dvěma typy spánku: NREM a REM (rychlý pohyb očí). NREM je hluboká, regenerační fáze spánku, která hraje klíčovou roli ve fyzickém zdraví, funkci mozku a prevenci nemocí. Mnohé z jeho základních procesů a dopadů na dlouhodobé zdraví však zůstávají nedostatečně pochopeny. Předchozí studie naznačovaly, že NREM pomáhá odstraňovat odpad z mozku.

Pomocí nové trimodální techniky EEG-PET-MRI, která kombinuje EEG ke studiu mozkové aktivity, fMRI k analýze průtoku krve a funkční PET (fPET)-FDG ke sledování metabolické dynamiky glukózy, výzkumníci zkoumali mozky 23 zdravých dospělých během krátkého odpoledního spánku.

Vědci zjistili, že spotřeba energie a metabolismus se snižují s prohlubujícím se spánkem průtok krve se stává dynamičtější, zejména ve smyslových oblastech, které zůstávají relativně aktivní. Současně se ztiší kognitivní sítě vyššího řádu a zvýší se průtok mozkomíšního moku. Tato zjištění společně podporují myšlenku, že spánek pomáhá odstraňovat odpad z mozku a zároveň udržuje citlivost na smyslové podněty, které mohou vyvolat probuzení.

Autoři poznamenávají, že budoucí studie by měly zahrnovat větší, rozmanitější skupiny a shromažďovat delší a hlubší záznamy spánku. Vědci také plánují použít přesnější metody měření metabolismu mozku a lépe rozlišovat mezi spánkovými fázemi.