Ο ύπνος με σύντομες εκρήξεις «ροζ θορύβου» — ήχων υποβάθρου που θυμίζουν απαλό ραδιόφωνο με στατικό θόρυβο — φαίνεται να ενισχύει τη ροή του υγρού στον εγκέφαλο και έτσι ίσως να βοηθά στην απομάκρυνση αποβλήτων που συνδέονται με παθήσεις όπως η νόσος Alzheimer. Ο ροζ θόρυβος φαίνεται να ενδυναμώνει τις αργές εγκεφαλικές κυματομορφές, οι οποίες με τη σειρά τους ενισχύουν την άντληση από τα αιμοφόρα αγγεία και τροφοδοτούν το σύστημα απομάκρυνσης αποβλήτων του εγκεφάλου.
Ήδη ήταν γνωστό ότι η ακρόαση σύντομων εκρήξεων ροζ θορύβου κατά τη διάρκεια του ύπνου μπορεί να ενισχύσει τις αργές εγκεφαλικές κυματομορφές, μια μορφή ηλεκτρικής δραστηριότητας που εμφανίζεται σε ορισμένες φάσεις του μη REM ύπνου, γνωστές ως N3 (βαθύς ύπνος) και N2 (το ελαφρύτερο στάδιο που προηγείται). Το αποτέλεσμα αυτό εμφανίζεται όταν οι εκρήξεις συμπίπτουν με τις κορυφές των αργών κυμάτων.
«Δεν ακούγονται πραγματικά και πολλά, είναι απλώς μικρά στατικά μπιπ», λέει ο Joshua Levitt από το Boston University στη Μασαχουσέτη.
Μπορεί πλέον να γνωρίζουμε ποιοι νευρώνες καθορίζουν πότε έρχεται η ώρα να κοιμηθούμε
Προηγούμενες έρευνες είχαν επίσης δείξει ότι η ενίσχυση των αργών εγκεφαλικών κυματομορφών — με φάρμακα, για παράδειγμα — μπορεί να αυξήσει τη ροή του εγκεφαλονωτιαίου υγρού (CSF), το οποίο περιβάλλει τον εγκέφαλο και απομακρύνει τα απόβλητα.
Ωστόσο, δεν ήταν γνωστό αν η ακρόαση ροζ θορύβου έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Αυτό συμβαίνει επειδή η μέτρηση της ροής του εγκεφαλονωτιαίου υγρού απαιτεί απεικόνιση με μαγνητική τομογραφία, αλλά η MRI παρεμβαίνει στο EEG, την τεχνική που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των ηλεκτρικών κυμάτων του εγκεφάλου. Μία συνέπεια αυτής της παρεμβολής είναι ότι τα αργά κύματα που καταγράφονται μέσω EEG κατά τη διάρκεια των MRI scans δεν μπορούν να ανιχνευθούν αρκετά γρήγορα ώστε να συγχρονιστούν οι εκρήξεις ροζ θορύβου με τις κορυφές τους.
«Πρέπει να γίνει πολύ εκτεταμένη επεξεργασία των σημάτων EEG για να εντοπιστούν οι αργές εγκεφαλικές κυματομορφές, οπότε είναι δύσκολο να γίνει αυτό αρκετά γρήγορα σε πραγματικό χρόνο», λέει η Laura Lewis από το Massachusetts Institute of Technology.
Για να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα, ο Levitt, η Lewis και οι συνεργάτες τους χρησιμοποίησαν δεδομένα EEG που είχαν συλλεχθεί κατά τη διάρκεια MRI scans από προηγούμενες μελέτες, ώστε να εκπαιδεύσουν ένα μοντέλο AI που προβλέπει γρήγορα πότε θα κορυφωθούν τα αργά κύματα του εγκεφάλου. «[Το AI] λέει: “Σε περίπου 70 χιλιοστά του δευτερολέπτου έρχεται μια κορυφή αργού κύματος”, άρα τώρα πρέπει να προγραμματίσουμε η ηχητική διέγερση να φτάσει σε συμφωνία με αυτό», λέει ο Levitt.
«Μεθοδολογικά, αυτό πραγματικά ωθεί το πεδίο μπροστά», λέει η Sephira Ryman από το University of New Mexico.
Οι ερευνητές στρατολόγησαν στη συνέχεια 27 υγιείς ενήλικες, με μέσο όρο ηλικίας τα 29 χρόνια, για να φορέσουν ηλεκτρόδια EEG στο κρανίο ενώ έκαναν έναν απογευματινό υπνάκο σε έναν σαρωτή MRI. Από αυτούς, οι 14 κατάφεραν να αποκοιμηθούν και να μπουν σε ύπνο N2. «Είναι δύσκολο μέρος για να αποκοιμηθεί κανείς», λέει η Lewis.
Στην κορυφή του 50% των αργών εγκεφαλικών κυμάτων κάθε συμμετέχοντα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το μοντέλο AI για να αναπαράγουν εκρήξεις ροζ θορύβου διάρκειας 50 χιλιοστών του δευτερολέπτου. Στο υπόλοιπο 50% των αργών κυμάτων, δεν έπαιξαν ήχο ως ομάδα ελέγχου.
Παλμοί στο πρόσωπο θα μπορούσαν να ενισχύσουν τη σηματοδότηση του εγκεφάλου και τη μνήμη
Αναλύοντας τις καταγραφές MRI και EEG, διαπίστωσαν ότι οι εκρήξεις ροζ θορύβου ενίσχυσαν τα αργά κύματα με τα οποία συνέπεσαν και αύξησαν για λίγο τη ροή εγκεφαλονωτιαίου υγρού προς τον εγκέφαλο, σε σύγκριση με την απουσία ηχητικής διέγερσης. Αυτό δείχνει ότι ο ροζ θόρυβος ενίσχυσε επίσης τη ροή του CSF μέσα από τον εγκέφαλο και έξω από αυτόν. «Ξέρουμε ότι η ροή προς τα μέσα συνήθως ισορροπεί με τη ροή που βγαίνει», λέει η Lewis.
Η αυξημένη ροή του CSF φαίνεται να οφείλεται στην ενισχυμένη άντληση από τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου, η οποία είναι γνωστό ότι ωθεί το υγρό μέσα από το σύστημα απομάκρυνσης αποβλήτων του εγκεφάλου, το λεγόμενο γλυμφατικό σύστημα.
Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα εξετάζει αν η ίδια προσέγγιση λειτουργεί και σε μεγαλύτερες ηλικίες και αν μπορεί να ενισχύσει την απομάκρυνση πρωτεϊνών, όπως η beta-amyloid, που συνδέονται με παθήσεις όπως η νόσος Alzheimer. Αν τα αποτελέσματα είναι θετικά, οι ερευνητές ελπίζουν να δοκιμάσουν αν η τεχνική μπορεί να επιβραδύνει τη γνωστική έκπτωση σε ανθρώπους κατά τη φυσιολογική γήρανση, σε ήπια γνωστική διαταραχή — μια κατάσταση που συχνά προηγείται της άνοιας — και στα πρώτα στάδια της νόσου Alzheimer.
Η σωματική δραστηριότητα προκαλεί έναν τύπο εγκεφαλικού κυττάρου που ονομάζεται αστροκύτταρο να συστέλλεται, κάτι που στη συνέχεια οδηγεί στον σχηματισμό νέων νευρώνων, σύμφωνα με μελέτη σε ποντίκια
Υπάρχουν λόγοι να πιστεύουμε ότι αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει. Η έκθεση ανθρώπων σε ήχους και τρεμάμενα φώτα — ενώ είναι ξύπνιοι — έχει δείξει στο παρελθόν ότι μπορεί να επιβραδύνει τη γνωστική έκπτωση σε ασθενείς με Alzheimer, πιθανότατα μέσω ενίσχυσης του γλυμφατικού συστήματος.
Ένα πλεονέκτημα της νέας προσέγγισης είναι ότι θα μπορούσε, σε βάθος χρόνου, να εφαρμόζεται μέσω φορητής συσκευής ενώ οι άνθρωποι κοιμούνται, κάτι που ενδέχεται να είναι λιγότερο ενοχλητικό, λέει η Ryman.
Science Translational Medicine DOI: 10.1126/scitranslmed.aed4290
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
