Как мозг очищается от нейротоксинов и можно ли повлиять на этот процесс

Какие токсины накапливаются в мозге

Наш мозг хорошо защищён от проникновения вредных веществ извне, но при этом в нём самом могут накапливаться нейротоксичные продукты обмена — бета-амилоиды.

Эти пептиды образуютсяG. Chen, T. Xu, Y. Yan. Amyloid beta: structure, biology and structure-based therapeutic development / Acta Pharmacologica Sinica при расщеплении мембранного гликопротеина, который играет важную роль в развитии нейронов, в сигнальной активности и межклеточном транспорте.

Бета-амилоид присутствует в спинномозговой жидкости, может связываться с разными рецепторами и активировать производство реактивных форм кислорода в нервных клетках. Это вызывает окислительный стресс и приводит к повреждению и гибели нейронов.

Накопление бета-амилоида наблюдают при болезни Альцгеймера — самой распространённой форме деменции, при которой человек постепенно теряет память и другие когнитивные функции. Учёные точно не знают, что именно запускает этот процесс, но некоторые эксперименты позволяют предположить, что сон играет в этом не последнюю роль.

Так, в одном исследованииE. Shokri-Kojori, G. Wang, C. E. Wiers. β-Amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation / PNAS всего ночь без него значительно увеличила количество бета-амилоида в гиппокампе и таламусе участников. При этом эффект не зависел от пола и возраста: уровень нейротоксичного пептида увеличился и у пожилых участников, и у тех, кто едва разменял третий десяток.

Учёные отметили, что связь бета-амилоида и качества ночного отдыха двойная, поскольку у пациентов с болезнью Альцгеймера часто наблюдаютсяY. F. Lee, D. Gerashchenko, I. Timofeev. Slow Wave Sleep Is a Promising Intervention Target for Alzheimer’s Disease / Frontiers in Neuroscience проблемы со сном. Притом проявляться они начинают ещё на ранних стадиях, когда когнитивные функции нарушены незначительно или вообще в норме.

Раз недостаток сна увеличивает уровень бета-амилоида, достаточное его количество в перспективе может защитить мозг. И в одном эксперименте выяснили, как именно это происходит.

Как мозг освобождается от побочных продуктов во сне

Сон можно разделитьStages of Sleep: The Sleep Cycle / American Sleep Association на две фазы — медленный, без сновидений, и быстрый.

Первый наступает сразу после засыпания и делится на три части, в процессе которых постепенно снижаются пульс и температура тела, а мозговая активность всё больше замедляетсяY. F. Lee, D. Gerashchenko, I. Timofeev. Slow Wave Sleep Is a Promising Intervention Target for Alzheimer’s Disease / Frontiers in Neuroscience, пока не доходит до 1–4 Гц на последней стадии.

После этого наступает фаза быстрого движения глаз (БДГ-фаза), во время которой мы видим сновидения, а затем цикл повторяется заново.

Ранее в эксперименте на мышах выяснилиL. Xie, H. Kang, Q. Xu. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain / Science, что во сне спинномозговая жидкость, или ликвор, участвует в «вымывании» бета-амилоидов из мозга. Чтобы проверить, работает ли то же самое у людей, учёные из Бостонского университета провелиL.D. Lewis, N.Fultz, G. Bonmassar. Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep / Science эксперимент.

Участников попросили одну ночь поспать в МРТ-аппарате, чтобы можно было измерить уровень кислорода и понять, что происходит со спинномозговой жидкостью. Также на них надели шлем для ЭЭГ, чтобы отследить электрические токи и выяснить, на какой стадии сна находятся люди.

Оказалось, что в медленную фазу нейроны начинают синхронизироваться — включаться и выключаться в одно и то же время. Когда активность затихает, нервные клетки не нуждаются в большом количестве кислорода, так что кровоток в мозгу снижается. В этот момент спинномозговая жидкость устремляется внутрь, заполняя оставленное место, и вымывает продукты обмена, такие как бета-амилоид.

Учёные сделали вывод, что достаточное количество медленного сна может стать профилактикой болезни Альцгеймера и возрастных когнитивных нарушений.

Как увеличить количество медленного сна

Помимо очевидного метода — ложиться спать раньше и высыпаться — есть ещё несколько способов сделать это.

Добавить физической активности

В одном исследованииI. Park, J. Díaz, S. Matsumoto. Exercise improves the quality of slow-wave sleep by increasing slow-wave stability / Scientific Reports обнаружили, что один час интенсивной физической нагрузки вечером значительно увеличивает стабильность и мощность дельта-волн в третьей фазе медленного сна.

В другой научной работе выяснилиS. Aritake-Okada, K. Tanabe. Diurnal repeated exercise promotes slow-wave activity and fast-sigma power during sleep with increase in body temperature: a human crossover trial / Journal of Applied Physiology, что четыре не очень интенсивных кардиотренировки в неделю по 40 минут каждая увеличивают медленный сон на 33%, а также влияют на медленноволновую активность мозга.

Попробуйте добавить больше физической активности и посмотрите, как это скажется на качестве вашего ночного отдыха.

Попробовать прогрессивную мышечную релаксацию

В одном экспериментеK. C. Simon, E. A. McDevitt. Progressive muscle relaxation increases slow-wave sleep during a daytime nap / Journal of Sleep Research проверили, как техника глубокого расслабления мышц скажется на архитектуре дневного сна.

Студентов разделили на две группы. Одни в течение 10 минут перед сном расслабляли мышцы, другие то же время просто лежали и слушали Моцарта. Проверив длительность разных фаз, учёные обнаружили, что у первой группы медленный глубокий сон продолжался в среднем 18 минут, тогда как у второй — только 9.

Можно предположить, что такие же преимущества можно получить и для ночного отдыха.

Мы приведём технику прогрессивной мышечной релаксации с канадского ресурсаHow to do progressive muscle relaxation / Anxiety Canada, посвящённого борьбе с тревожностью.

1. Лягте на спину и полностью расслабьтесь. Сделайте 5 глубоких вдохов и выдохов.
2. Сосредоточьте внимание на какой-то части тела, например на руке. Со вдохом напрягите мышцы изо всех сил и продержитесь в таком положении 5 секунд. Постарайтесь напрягать только те мускулы, на которых вы концентрируетесь, а остальные оставить в расслабленном положении. Со временем изолировать мышечные группы будет проще.
3. С выдохом расслабьте мышцу. Снимайте напряжение постепенно и тщательно следите за своими ощущениями. Почувствуйте, как уходит дрожь, как мускул расслабляется. Проведите в расслабленном положении 15 секунд, а затем переходите к другой мышечной группе.

За всё упражнение пройдите следующие мышечные группы:

• Стопы — поджимайте пальцы ног.
• Голени — напрягайте икроножные мышцы, натягивая носки стоп на себя.
• Бёдра — сжимайте мышцы бёдер, выпрямляя колени.
• Кисти и предплечья — сожмите кулаки.
• Плечи — согните руку, будто собираетесь показать кому-то напряжённый бицепс, и одновременно сожмите кулаки.
• Ягодицы — сожмите их.
• Живот — напрягите пресс.
• Грудь — напрягите грудные мышцы.
• Шея и плечи — поднимите плечи к ушам.
• Рот — откройте его широко, чтобы растянуть уголки.
• Глаза — сведите брови.
• Лоб — поднимите брови так высоко, как можете.

Когда напрягаете мышцы рук и ног, концентрируйтесь на одной конечности за раз, чтобы лучше прочувствовать ощущения.

Принять тёплую ванну

Несмотря на то, что спать советуют в прохладной комнате, немного согреться перед отходом в кровать может быть полезно.

Согласно исследованиям, 10 минут в тёплой воде (40–42,5 °С) за 1–2 часа до сна значительно ускоряютS. Haghayegh, S. Khoshnevis, M. H. Smolensky. Before-bedtime passive body heating by warm shower or bath to improve sleep: A systematic review and meta-analysis / Sleep medicine reviews засыпание и увеличиваютE. C. Harding, N. P. Franks, W. Wisden. The Temperature Dependence of Sleep / Frotiers in Neuroscience количество глубокого медленного сна.

Попробуйте полежать в тёплой ванне, а после этого отложите гаджеты и почитайте бумажную книгу. И не забудьте сделать расслабляющие упражнения. Скорее всего, выспитесь вы после этого просто отлично.