أطلق العلماء تدفق السائل الشوكي في الدماغ اليقظ

توصلت دراسة جديدة إلى أن موجات السائل الدماغي النخاعي التي تغسل الدماغ عادة أثناء النوم يمكن جعلها تنبض في أدمغة الأشخاص المستيقظين.

السائل الصافي قد التخلص من النفايات الضارة، مثل البروتينات اللزجة التي تتراكم في مرض الزهايمر (SN: 7/15/18). لذا ، فإن القدرة على التحكم في تدفق السائل في الدماغ قد يكون لها يومًا ما آثار على علاج بعض اضطرابات الدماغ.

يقول جوناثان كيبنيس ، عالم الأعصاب في جامعة واشنطن في سانت لويس ، والذي لم يشارك في الدراسة: “أعتقد أن هذا (الاكتشاف) سيساعد في العديد من الاضطرابات العصبية”. “فكر في الفورمولا ون. يمكنك الحصول على أفضل سيارة وسائق ، ولكن بدون فريق صيانة رائع ، لن يفوز هذا السائق بالسباق “. يقول إن تدفق السائل الشوكي في الدماغ هو جزء رئيسي من طاقم الصيانة. لكنه وباحثين آخرين ، بمن فيهم مؤلفو الدراسة ، يحذرون من أن أي تطبيقات علاجية محتملة لا تزال بعيدة المنال.

في عام 2019 ، ذكرت عالمة الأعصاب لورا لويس من جامعة بوسطن وزملاؤها ذلك تتدفق موجات قوية من السائل الدماغي النخاعي عبر أدمغتنا أثناء نومنا، مما يشير إلى أن أحد أدوار النوم غير المقدرة قد يكون إعطاء الدماغ تنظيفًا عميقًا (SN: 10/31/19). وأظهر الفريق أن التذبذبات العصبية البطيئة التي تميز النوم العميق غير الريمي تحدث بخطى ثابتة مع موجات السائل النخاعي عبر الدماغ.

“إذا أسقطت ملابسك في حمام مائي ، فستخرج الأوساخ في النهاية. لكن إذا حركتهم ذهابًا وإيابًا ، فإن الأشياء تتحرك بشكل أكثر فاعلية ، “يقول لويس. “هذا هو القياس الذي أفكر فيه.”

كانت هذه التدفقات أكبر بكثير من التأثيرات الصغيرة المنتظمة التي تحدثها تنفس المرء ونبض قلبه على السائل النخاعي.

يعتقد الباحثون أنه نظرًا لأن نشاط الدماغ أثناء النوم يتسبب في تدفق الدم عبر الدماغ – مما يؤدي إلى نقل الأكسجين إلى الخلايا المتعطشة للطاقة – فإن السائل الشوكي يتدفق خلف الدم للحفاظ على ضغط ثابت داخل الجمجمة.

في الدراسة الجديدة ، “السؤال الأول الذي أردنا الإجابة عليه هو ، هل يمكنك التلاعب (بتدفق الدم) بما يكفي لدفع تدفق (السوائل) أيضًا عندما يكون شخص ما مستيقظًا؟” تقول ستيفاني ويليامز ، عالمة الأعصاب في جامعة بوسطن أيضًا.

لتحفيز تدفق الدم في الدماغ ، أظهر ويليامز ولويس وزملاؤهم نمط رقعة الشطرنج الخافتة لستة بالغين أصحاء. أكد مزيج من تقنيات التنصت ، بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والأقطاب الكهربائية ، أن هذا التحفيز البصري المكثف أثر على تدفق الدم في الدماغ وسمح للفريق برؤية ترتيب الأحداث.

زاد النشاط العصبي عند تشغيل النمط الوامض ، متبوعًا بزيادة تدفق الدم. تم منع تدفق السائل الدماغي النخاعي مع زيادة تدفق الدم و ثم اندفع إلى الدماغ مع انحسار تدفق الدم عندما توقف التحفيز ، أبلغ الفريق في 30 مارس علم الأحياء بلوس. أنتج التحفيز الأطول تدفقات أكبر للسائل النخاعي ، مما يشير إلى أنه من الممكن تعظيم الاستجابة.

وجد الباحثون أن تأثير نشاط الدماغ على تدفق السائل الشوكي منفصل عن تأثيرات ضربات القلب والتنفس. يقول لويس: “هناك رؤية بيولوجية مثيرة للاهتمام تنبثق من هذا ، وهي أن الدماغ لديه طريقة للتحكم في تدفق السوائل الخاص به”.

لم يتم قياس ما إذا كان قد تم إزالة أي نفايات من الدماغ المستيقظ. وجدت دراسات سابقة أجريت على الفئران أن بعض المحفزات السمعية والبصرية تقلل مستويات البروتينات السامة المرتبطة بمرض الزهايمر وباركنسون. تختبر التجارب السريرية ما إذا كانت هذه التقنية تعمل على البشر.

يقول ستيفن جولدمان ، طبيب الأعصاب في المركز الطبي بجامعة روتشستر في نيويورك والذي لم يشارك في العمل: “إنها دراسة جميلة ، لكنني لن أستخلص استنتاجات علاجية من هذا”. يقول إن نظام تدفق السوائل في الدماغ مهيأ على النحو الأمثل للتنظيف أثناء النوم. ويقول: “سيكون من الأكثر فاعلية مجرد ضمان نوم جيد ليلاً”. “أي تلاعب أكثر من ذلك من الأفضل توظيفه أثناء النوم.”

يقر الباحثون بأن تدفقات السائل الشوكي التي أحدثوها لم تكن كبيرة مثل تلك التي شوهدت أثناء النوم. يقول لويس: “لم ننجح في إعادة خلق النوم نفسه ، لكنه كان حقًا تغييرًا جوهريًا في التدفق”.

وتقول إن الفريق يخطط لدراسة الروابط بين تدفق السائل الشوكي في الدماغ وأمراض مثل الزهايمر. “في الاضطرابات التي يكون فيها تدفق السوائل متورطًا ، كما هو الحال مع مرض الزهايمر ، نأمل أن تعطينا هذه (التقنية) مقابلاً لفهم من أين يأتي ذلك ، ما هي العملية التي تعطلت؟”