В течение дня в мозге накапливаются продукты жизнедеятельности, включая молочную кислоту и поврежденные белки. Во время ночного сна волны спинномозговой жидкости (ликвора) способствуют вымыванию этих веществ, что необходимо для поддержания здоровья органа. Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили способ усиливать эти волны с помощью коротких звуковых сигналов.
В рамках нового исследования ученые выяснили, что воздействие кратковременными всплесками негромкого «розового» шума во время сна увеличивает амплитуду медленных электрических волн в мозге. Это, в свою очередь, приводит к расширению волн спинномозговой жидкости, которые отвечают за очистку тканей. Ранее, как отмечается в публикации на сайте MIT, не существовало методов, позволяющих добиться такого эффекта.
Как пояснила старший автор работы Лора Льюис, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук, полученные результаты открывают перспективы для применения технологии у людей с различными заболеваниями. Исследователи надеются, что усиление тока ликвора сможет улучшить когнитивные функции, укрепить память или замедлить развитие нейродегенеративных недугов, возникающих из-за скопления вредных белков, таких как амилоид-бета. Статья опубликована в журнале Science Translational Medicine.
Для синхронизации звуковых импульсов с пиками медленных волн авторам пришлось решить техническую сложность, связанную с помехами от магнитно-резонансной томографии (МРТ) на электроэнцефалографию (ЭЭГ). Специалисты разработали метод быстрой обработки сигналов и алгоритм прогнозирования моментов пиковой активности. В ходе эксперимента с участием 14 добровольцев выяснилось, что подача звука, недостаточно громкого для пробуждения, увеличивает как электрическую активность, так и колебания ликвора.
Дополнительные МРТ-исследования показали, что медленные волны заставляют кровеносные сосуды сужаться и расширяться, действуя как насос для выведения жидкости из мозга. В дальнейшем команда планирует изучить, поможет ли такая стимуляция при бессоннице и болезни Альцгеймера. Один из авторов работы, Джошуа Левитт, уже основал компанию для создания устройства вроде повязки на голову, которое можно будет использовать дома для улучшения оттока вредных веществ.