Naukowcy od dawna wiedzą, że podczas fazy snu NREM występują fale mózgowe o niskiej częstotliwości, niezbędne do prawidłowej konsolidacji pamięci i swoista resynchronizacja neuronów. Zaobserwowano również, że sen związany jest ze zwiększoną objętością płynu śródmiąższowego oraz klirensem produktów przemiany materii. Nie jest obecnie pewne dlaczego te procesy współwystępują ze sobą, a także w jaki sposób są powiązane.
Zespół z ośrodków badawczych w stanie Boston w USA przeprowadził obrazowanie mózgu podczas snu. W badaniu wzięło udział 13 osób w wieku od 23 do 33 lat, które zostały poddane procedurze neuroobrazowania za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) i elektroencefalografii (EEG). W ten sposób udało się uzyskać obraz dynamiki neuronowej i fizjologicznej w obrębie mózgu.
Gdy ochotnicy znajdowali się w stanie czuwania, przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) wykazywał amplitudę powiązaną z rytmem oddychania. Natomiast po zaśnięciu, w fazie snu NREM, obserwowano napływ płynu mózgowo-rdzeniowego w falach pojawiających się co 20 sekund. Wcześniejsze prace naukowe jako mechanizm napędzający tę pulsację proponowały mikroskopijną pulsację tętnic. Jednakże odpowiada ona tempu pracy serca, które jest znacznie szybsze. Porównanie pulsacji CSF z aktywnością istoty szarej kory mózgowej pozwoliło ustalić istnienie silnej aktykorelacji.
“Od pewnego czasu wiemy, że w neuronach występują fale elektryczne – mówi Laura Lewis, współautor badania. – Ale przedtem nie zdawaliśmy sobie sprawy, że w płynie mózgowo-rdzeniowym także występują fale. To taki dramatyczny efekt, coś, o czym w ogóle nie wiedzieliśmy, a teraz możemy po prostu rzucić okiem na jeden obszar mózgu i odczytać stan, w którym on się znajduje.”
Naukowcy wysunęli więc hipotezę, iż zmniejszona aktywność kory mózgu podczas snu wiąże się ze zmniejszeniem przepływu krwi w naczyniach ją zaopatrujących, ponieważ zaś objętość czaszki jest stała, możliwy staje się wówczas zwiększony napływ płynu mózgowo-rdzeniowego. Dalsza analiza wyników uzyskanych podczas neuroobrazowania potwierdziła, że z pulsacją CSF i zmianami hemodynamicznymi w obrębie kory związana jest także aktywność fal mózgowych delta obecnych w fazie snu NREM.
Zespół zamierza kontynuować badania, aby dowiedzieć się więcej na temat mechanizmu wywołującego pulsowanie płynu mózgowo-rdzeniowego. Naukowcy chcą również sprawdzić, jak wygląda ono u osób w starszym wieku, u których wcześniej wykazano zmniejszenie fal aktywności mózgowych o częstotliwości delta. Będą również pracować nad znalezieniem alternatywnej metody neuroobrazowania z uwagi na to, iż urządzenia do rezonansu magnetycznego generują hałas utrudniający badanym sen.
