Wat gebeurt er met je hersenen terwijl je slaapt? Een nieuwe video bevat het antwoord: een sappige mix van bloed en hersenvocht klotst door je smeuïge noggin in een ritmisch pulserende dans.
De beweging lijkt bijna getijden in een video die op 31 oktober is uitgebracht, samen met een artikel in het tijdschrift Science. Hoewel onderzoekers wisten dat hersenactiviteit tijdens de slaap een ritmisch patroon aanneemt, markeren deze video en studie de eerste keer dat iemand een vergelijkbare ritmische stroom van hersenvocht opmerkt.
'We weten al een tijdje dat er elektrische golven in de neuronen zijn', zegt co-auteur Laura Lewis, hoogleraar biomedische technologie aan de universiteit van Boston, in een verklaring. 'Maar tot nu toe wisten we niet dat er ook golven zijn in de CSF.'
Cerebrospinale vloeistof is een heldere vloeistof die de hersenen en het ruggenmerg omringt en beschermt. Het circuleert in de hersenvliezen of de omhulling die de hersenen omringt. Onderzoek heeft gesuggereerd dat een van de taken van hersenvocht is om de hersenen te reinigen van giftige eiwitten tijdens de slaap. De nieuwe video kan laten zien dat de CSF precies dat doet.
Lewis en haar collega's hebben beelden van slapende hersenen vastgelegd door 13 onderzoeksdeelnemers, allemaal in de twintig en dertig, in slaap te laten vallen in een machine voor magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). De deelnemers, die voor deze ongemakkelijke regeling werden betaald, moesten ook een net van elektroden op hun hoofdhuid dragen om de elektrische activiteit van hun hersenen te meten.
De resultaten lieten een pulserende, voorspelbare stroom zien. Ten eerste kalmeert de neurale activiteit. Vervolgens stroomt er bloed uit de hersenen. Vervolgens stroomt hersenvocht naar binnen. Schuim, spoel, herhaal. Het patroon is zo consistent dat het mogelijk is om gewoon naar hersenvocht te kijken in een bepaald hersengebied en te vertellen of een persoon wakker is of slaapt, zei Lewis.
De bevindingen kunnen een nieuw inzicht zijn in hersengerelateerde problemen van veroudering. Giftige eiwitten zijn betrokken bij de ziekte van Alzheimer en andere dementieën. Deze dementieën worden vaak geassocieerd met verstoorde slaap en atypische slaappatronen kunnen verband houden met een groter risico op het ontwikkelen van dementie. Zowel slow-wave sleep - een fase van diepe slaap waarin dromen plaatsvinden - als hersenvocht zijn in verband gebracht met de reiniging van de hersenen. Het nieuwe onderzoek suggereert dat de hersenactiviteit en de vloeistofstroom met elkaar verbonden zijn.
Het is nog niet duidelijk hoe of waarom de neurale activiteit, doorbloeding en hersenvocht zo synchroon blijven. Lewis en haar collega's speculeren dat wanneer de hersenactiviteit daalt, de neuronen minder zuurstof nodig hebben, waardoor de bloedstroom afneemt. Het hersenvocht kan dan naar binnen stromen om de druk in de hersenen te handhaven en hersenbeschadiging te voorkomen. Dat is echter slechts speculatie, zei Lewis. Meer studies van de nachtelijke cadans van de hersenen zijn nodig om de reinigingsstroom te begrijpen.
