پژوهش
همهچیز درباره شیفت شبِ مغز!
هرشب، وقتی انسان چشمهایش را میبندد و ارتباطش با دنیای بیرون کمرنگ میشود، مغز وارد یکی از پرکارترین شیفتهای کاری خود میشود. اندامی که درطولروز میلیاردها پیام عصبی را پردازش کرده، خاطره ساخته، تصمیم گرفته و بدن را کنترل کرده، در تاریکی شب مأموریتی متفاوت را آغاز میکند؛ مأموریتی که نه به فکرکردن مربوط است و نه به یادگیری، بلکه به پاکسازی خودش اختصاص دارد. بهگزارش آنا؛ این ایده که خواب تنها زمانی برای استراحت نیست، نتیجه پژوهشهایی است که در سالهای اخیر نگاه دانشمندان به عملکرد مغز را تغییر داده است.
دانشگاه راچستر آمریکا که یکی از مهمترین مراکز مطالعه اینموضوع بهشمار میرود، میگوید خواب دورهای فعال ازنظر زیستی است؛ زمانیکه مغز یکی از حیاتیترین وظایف خود یعنی پاکسازی مواد زائد را انجام میدهد. دانشگاه راچستر میگوید کشف سامانه گلیمفاتیک به پژوهشگران کمک کرده است یکی از قدیمیترین پرسشهای علوم زیستی، یعنی چرایی نیاز انسان به خواب را بهتر توضیح دهند. از نگاه تکامل، خواب رفتاری عجیب بهنظر میرسد. موجود زنده برای ساعتها آگاهی خود را از دست میدهد، توان حرکتش کاهش مییابد و در برابر شکارچیان یا خطرهای محیطی آسیبپذیرتر میشود. با وجود این هزینههای آشکار، تقریباً همه جانوران میخوابند؛ موضوعی که نشان میدهد خواب باید مزیتی بسیارمهم برای بقا داشته باشد. دانشگاه راچستر در معرفی این پژوهش میگوید سالها خواب بیشتر زمانی برای بازیابی انرژی تلقی میشد، اما یافتههای اینگروه نشان داد خواب حالتی منفعل نیست، بلکه دورهای فعال است که مغز یکی از مهمترین وظایف خود، یعنی پاکسازی مواد زائد را انجام میدهد. در سال ۲۰۱۲، گروهی از پژوهشگران بهسرپرستی «مایکن ندرگارد»، عصبشناس دانشگاه راچستر، موفق شدند سامانهای را شناسایی کنند که پیشازآن ناشناخته بود. این سامانه که «گلیمفاتیک» نام گرفت، شبکهای است که بااستفادهاز مایع مغزی-نخاعی، مواد زائد تجمعیافته در بافت مغز را جابهجا و از آن خارج میکند. بهگفته دانشگاه راچستر، این سامانه پروتئینهایی مانند بتاآمیلوئید و تاو را که با بیماری آلزایمر و برخی بیماریهای تحلیلبرنده عصبی ارتباط دارند، از مغز دفع میکند. بهنوشته دانشگاه راچستر، این کشف درک دانشمندان از اهمیت خواب را بهطور اساسی تغییر داد، زیرا نشان داد خواب فقط دورهای از استراحت نیست، بلکه فرایندی زیستی و فعال است. پاسخ این پرسش در مایعی نهفته است که مغز و نخاع را احاطه کرده است؛ مایع مغزی-نخاعی. مدرسه پزشکی هاروارد توضیح میدهد که سامانه گلیمفاتیک مانند یک شبکه مدیریت پسماند عمل میکند. این سامانه بخشی از مایع مغزی-نخاعی تازه (مایعی که بهطورطبیعی مغز و نخاع را احاطه میکند) را وارد بافت مغز میکند، آنرا با مایع حاوی مواد زائد اطراف سلولهای عصبی مخلوط میکند و سپس این ترکیب را از مغز خارج میکند. بهبیان ساده، اگر سلولهای مغزی را کارخانههایی بدانیم که شبانهروز درحالفعالیت هستند، سامانه گلیمفاتیک همان واحد خدماتشهری است که زبالههای تولیدشده را جمعآوری میکند. بدون این پاکسازی، مواد زائد بهتدریج در محیط سلولها انباشته خواهند شد. پژوهشگران دانشگاه راچستر میگویند فعالیت سامانه گلیمفاتیک در همه مراحل خواب یکسان نیست و بیشترین کارایی آن در مرحله خواب عمیق یا خواب خواب بدون حرکات سریع چشم (non-REM) دیده میشود. براساس یافتههای این دانشگاه، هنگام خواب عمیق، سلولهای مغزی اندکی کوچکتر میشوند و درنتیجه فضای بیشتری میان آنها ایجاد میشود. این تغییر باعث میشود مایع مغزی-نخاعی راحتتر در بافت مغز جریان پیدا کند و مواد زائد را با کارایی بیشتری جابهجا کند. پژوهشگران این دانشگاه توضیح میدهند که دراینمرحله، امواج مغزی، جریان خون و حرکت مایع مغزی-نخاعی با یکدیگر هماهنگ میشوند و چرخهای شبانه برای نگهداری از سلامت مغز شکل میگیرد. دانشمندان سالها میدانستند که هنگام خواب، مایع مغزی-نخاعی در فرایند پاکسازی مغز نقش دارد، اما اینکه چه نیرویی اینجریان را بهحرکت درمیآورد، همچنان پرسشی بیپاسخ بود. مجله معتبر Science بااستنادبه پژوهشی که در نشریه Cell منتشر شده است، گزارش میدهد که گروه مایکن ندرگارد برای یافتن پاسخ این سؤال، موشهایی را در شرایط خواب طبیعی بررسی کردند. پژوهشگران بااستفادهاز الکترودها و فیبرهای نوری، همزمان فعالیت الکتریکی مغز، حجم خون و سطح برخی مواد شیمیایی را اندازه گرفتند. نتایج این پژوهش که مجله Science گزارش کرده است نشان داد در مرحله خواب بدون حرکات سریع چشم (non-REM)، آزادشدن دورهای نوراپینفرین با نوسانهای منظم حجم خون در مغز همراه است. پژوهشگران میگویند این تغییرات ناشی از انقباض و انبساط رگهای خونی مانند یک پمپ عمل میکند و بهحرکت مایع مغزی-نخاعی در بافت مغز کمک میکند. مایکن ندرگارد درگفتوگوبا Science توضیح میدهد که چون مغز درون جمجمه فضایی بسته دارد، هربارکه رگهای خونی منقبض و سپس منبسط میشوند، مایع مغزی-نخاعی نیز بهحرکت درمیآید و در میان بافت مغز جریان پیدا میکند. این پژوهش، بهگفته لورا لوییس، عصبشناس مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) که دراینتحقیق مشارکت نداشته است، یکی از نخستین شواهدی است که نشان میدهد یک مدار عصبی مشخص میتواند این فرایند پاکسازی را تنظیم کند. یکی از مهمترین دلایل توجه پژوهشگران به سامانه گلیمفاتیک، ارتباط آن با بیماری آلزایمر است. دانشگاه راچستر توضیح میدهد که این سامانه در پاکسازی پروتئینهای بتاآمیلوئید و تاو نقش دارد؛ دو پروتئینی که تجمع غیرطبیعی آنها از ویژگیهای شناختهشده آلزایمر است. مدرسه پزشکی هاروارد نیز مینویسد شواهدی وجود دارد که عملکرد ناکافی این سامانه ممکن است در روند تخریب عصبی پس از آسیبهای مغزی و حتی در بیماری آلزایمر نقش داشته باشد. درهمینحال، دانشگاه راچستر اعلام کرده است که پژوهشگران این مرکز اکنون درحالبررسی راههایی برای تقویت عملکرد سامانه گلیمفاتیک هستند؛ از روشهایی که بتواند کاهش کارایی آنرا دراثر افزایش سن جبران کند. بهگفته این دانشگاه، این مطالعات میتواند در آینده مسیرهای تازهای برای پیشگیری یا درمان بیماریهای عصبی و حتی بهبود رساندن داروها به مغز ایجاد کند. باوجوداین، تصویر علمی هنوز کامل نیست. نشریه Science یادآور میشود که همه پژوهشگران درباره همه جنبههای مدل گلیمفاتیک اتفاقنظر ندارند و حتی یک مطالعه منتشرشده در سال ۲۰۲۴ پیشنهاد کرده است که شاید پاکسازی برخی مواد زائد در زمان بیداری سریعتر از خواب انجام شود. همین اختلاف دیدگاه نشان میدهد که اگرچه نقش خواب در سلامت مغز بیشازگذشته روشن شده است؛ اما پژوهش درباره سازوکار دقیق این سامانه همچنان ادامه دارد. بیش از یکدهه پس از معرفی سامانه گلیمفاتیک، پژوهش درباره نقش آن همچنان ادامه دارد. دانشگاه راچستر این سامانه را بخشی از توضیح زیستی چرایی خواب میداند و پژوهشگران این دانشگاه درحالبررسی راههایی برای تقویت عملکرد آن هستند. همزمان، پژوهش منتشرشده در مجله Science بخشی از سازوکار حرکت مایع مغزی-نخاعی را روشنتر کرده، اما درعینحال یادآور شده است همه پژوهشگران درباره همه جنبههای مدل گلیمفاتیک اتفاقنظر ندارند. مدرسه پزشکی هاروارد نیز بااشارهبه نقش این سامانه در دفع مواد زائد، تأکید میکند که این فرایند عمدتاً در خواب عمیق رخ میدهد. درمجموع، آنچه تاکنون روشن شده ایناستکه خواب دورهای منفعل نیست و مغز دراینزمان فرایندهایی را انجام میدهد که برای حفظ سلامت دستگاه عصبی اهمیت دارند؛ هرچند بسیاری از جزئیات اینسازوکار هنوز موضوع پژوهشهای جاری است.