Az agy hulladékeltávolító rendszerének valós idejű megfigyelése
A Nature Biomedical Engineering folyóiratban megjelent tanulmány szerint az agy hulladékeltávolító rendszerét figyelő új eszköz, segíthet az Alzheimer-kór és más idegrendszeri betegségek megelőzésében. A tanulmány alapjául szolgáló kísérletet 2022 októbere és 2023 júniusa között végezték a Washingtoni Egyetem Orvostudományi Központjában (Montlake) és a Floridai Egyetemen. Összesen 35 résztvevő vett részt egy floridai benchmarking tanulmányban, további 14 pedig egy seattle-i replikációs tanulmányban. Az összes résztvevő 56 és 66 év közötti volt.
A kísérlet résztvevői alvás közben viselték a készüléket: egy elektródákkal ellátott fejpántot, amely méri az agyi szövetekben a folyadékmozgásokat, az alvásból ébrenlétbe való átmenet idegi aktivitását és az agyi erekben bekövetkező változásokat. E három jellemző mérésével a kutatók figyelemmel kísérhették az agy glimfatikus rendszerét, amely hulladékeltávolító és tápanyagszállító rendszerként működik.
Ez az első alkalom, hogy a kutatók egy éjszaka alatt képesek voltak nyomon követni a glimfatikus folyadék áramlását különböző alvási fázisban lévő egyénekben. Korábban ezeket a folyamatokat csak egyetemi kutatóközpontokban lehetett megfigyelni MRI segítségével, amely azonban túl lassú ahhoz, hogy az egyének alvási fázisainak apró változásait nyomon kövesse.
„Azt feltételeztük, hogy ez a rendszer egyfajta be-ki módban működik: alvás közben – különösen a lassú hullámú alvás során – be van kapcsolva, ébrenlét közben pedig ki” – mondta Jeffrey Iliff, a tanulmány társszerzője és a Washingtoni Egyetem Orvostudományi Karának pszichiátriai és neurológiai professzora. Iliff hozzátette, hogy ezek a feltételezések az elmúlt évtizedben általa és mások által rágcsálókon végzett kutatásokon alapultak. Amikor azonban a kutatásban emberek vettek részt, a kutatók meglepődtek az eredményeken.
Megállapították, hogy a glimfatikus rendszer mind a mély, mind a REM alvás során aktív volt, valamint akkor is, amikor az alvó felébredt. Iliff megjegyezte, hogy ez a tisztító funkció nem kapcsolódik be és ki, mint egy kapcsoló, hanem minél hosszabb ideig aludt az alvó, annál gyorsabban működött, majd az ébredés során fokozatosan lelassult. „Ez lehetővé teszi számunkra, hogy figyelemmel kísérjük, hogyan kapcsolódik ez a rendszer az alváshoz, és hogyan befolyásolják az alvászavarok – ez pedig elengedhetetlen, ha meg akarjuk érteni, milyen szerepet játszik ez a biológiai folyamat a klinikai pszichiátriai és neurológiai állapotokban” – mondta Iliff.
Ezek az eredmények azért fontosak, mert a glimfatikus rendszer létfontosságú szerepet játszik az agyi fehérjék eltávolításában, amelyek rendellenes felhalmozódása olyan rendellenességekhez kapcsolódik, mint az Alzheimer-kór és a Parkinson-kór – mondta. „Ez egy kritikus lépés a glimfatikus funkciót célzó terápiák fejlesztésében. És ha olyan terápiákat lehet kifejleszteni, amelyek javítják a glimfatikus funkciót, akkor lehet, hogy olyan betegségeket lehet majd kezelni vagy megelőzni, mint az Alzheimer-kór.”
A kaliforniai Applied Cognition által kifejlesztett hordható eszköz többféle felhasználási lehetőséget kínál. Segíthet a tudósoknak meghatározni, hogy a glimfatikus diszfunkció hozzájárul-e olyan betegségek kialakulásához, mint az Alzheimer-kór, a traumás agysérülés és a migrénes fejfájás. Információval szolgálhat új terápiák kifejlesztéséhez, amelyek javítják a glimfatikus funkciót. Használható továbbá azoknak a betegeknek az azonosítására, akiknél fennáll ezeknek a betegségeknek a kockázata, és akik a legtöbbet profitálhatnak az új terápiákból.