Новое исследование направлено на оценку новой технологии, которая может ускорить и улучшить выведение метаболических отходов через глимфатическую систему во время сна.
Министерство обороны США финансирует первое испытание на людях устройства, ускоряющего и улучшающего естественную систему очищения мозга, которая происходит, когда человек спит.
Испытание будет проводиться среди 90 человек в трех исследовательских центрах - Университете Северной Каролины, Медицинской школе Вашингтонского университета и в сотрудничестве между Орегонским университетом здоровья и науки и Лабораторией электрофизиологии мозга (BEL). Результаты ожидаются осенью 2024 года.
Недавние открытия указывают на важность качественного сна для очистки мозга от метаболических отходов с помощью недавно открытой глимфатической системы мозга.
Если сон нарушен, то же самое происходит и с этими важнейшими процессами, ведущими к когнитивным нарушениям, такими как нарушение координации движений, дефицит внимания, более низкая скорость обработки данных, снижение способности принимать решения и ухудшение кратковременной памяти в дополнение к увеличению риска нейродегенеративных заболеваний, которые развиваются позже.
Эти проблемы могут иметь последствия для жизни или смерти военнослужащих в вооруженных силах США, поэтому Министерство обороны финансирует инновационные исследовательские инициативы, в том числе этот трехлетний проект стоимостью 4,3 миллиона долларов с конечной целью оказания помощи военнослужащим. преодолеть острое недосыпание и хроническое ограничение сна.
Этот проект возглавляют ученые из Университета Калифорнии в Чапел-Хилл, Медицинского факультета Вашингтонского университета, Лаборатории электрофизиологии мозга Орегонского университета здоровья и науки и Государственного университета Монтаны.
«Наш метод заключается в продолжении проверки новых подходов к визуализации глимфатической системы человека при одновременной оценке новых технологий для улучшения глимфатического клиренса и когнитивной функции», - сказала соруководитель исследования невролог Дон Кернагис, доктор философии, доцент кафедры нейрохирургии в Медицинской школе UNC.
«Если это сработает, это будет иметь серьезные преимущества для военнослужащих и, возможно, для всех, у кого диагностирована дисфункция сна. Это также может иметь последствия для людей с другими неврологическими заболеваниями, такими как черепно-мозговая травма, болезнь Альцгеймера и другие виды деменции».
Этот проект под названием «Расширенная нейрофизиология сна и готовность к напряжённой работе» является частью Консорциума предприятий медицинских технологий, сотрудничества между промышленностью и академическими кругами в целях содействия исследованиям и разработкам, в сотрудничестве с Командованием медицинских исследований и разработок армии США в области биомедицинских наук для защиты, лечения и оптимизации здоровья и производительности военнослужащих.
Эти усилия предпринимались годами, начиная со дня открытия глимфатической системы, и одним из главных исследователей Джеффри Илиффом, доктором философии, и Майкеном Недергаардом, доктором медицины. В 2013 году журнал Science назвал эту систему одним из 10 лучших открытий года.
Илифф, профессор психиатрии, поведенческих наук и неврологии Медицинской школы Вашингтонского университета, сказал, что биология проста. Церебральная спинномозговая жидкость окружает мозг, и, когда мы спим, жидкость промывает клетки мозга и способствует удалению различных отходов. Выступление Илиффа на TED Talk об этом процессе было просмотрено более 5 миллионов раз.
Ученые считают, что эта глимфатическая функция лежит в основе восстановительной способности сна. Итак, ученые считают, что нарушение сна нарушает работу глимфатической системы, ухудшает познавательные способности и потенциально влияет на здоровье мозга в долгосрочной перспективе.
«Улучшение глимфатической функции, фармакологически или с помощью устройства, может улучшить когнитивные эффекты острого недосыпания и хронического ограничения сна», - сказал Илифф. «Исследования нашей лаборатории по удалению отходов мозга у животных за последние восемь лет раскрыли механизм глимфатической биологии. Теперь мы надеемся увидеть, сможем ли мы использовать полученные знания, чтобы помочь людям преодолеть плохой и прерывистый сон и последующую дисфункцию мозга ».
Предлагаемая технология для улучшения глимфатической функции называется Augmented Neural Oscillation Driver или AugNOD, простая в использовании беспроводная комбинированная повязка с электроэнцефалографией (ЭЭГ) и транскраниальной электростимуляцией, которую можно применять перед сном, чтобы контролировать и улучшать медленный сон. и глимфатический клиренс. Соруководитель проекта Дон Такер, доктор философии, почетный профессор Университета Орегона и генеральный директор BEL, создал эту технологию.
Исследовательская группа также разработала и проверила систему визуализации и анализа, включая использование магнитно-резонансной томографии для измерения глимфатического обмена жидкостей, когда людям вводят внутривенные инъекции, содержащие контрастирующие вещества. Новое исследование подтвердит новые подходы к визуализации, разработанные в Медицинской школе Вашингтонского университета, которые не требуют контрастных веществ.
Благодаря полному моделированию, проведенному в Университете Монтаны, команда также сможет зафиксировать перенос жидкости на большие расстояния и ее диффузию в головном мозге, а также изменения давления в кровеносных сосудах головного мозга; оба тесно связаны с функцией глимфатического пути.
«Помимо оценки потенциальной технологии для улучшения глимфатической функции, полученные в результате подходы к визуализации и моделированию, которые будут проверены в этом исследовании, могут оказать невероятное влияние на области нейробиологии и неврологических исследований, учитывая ограниченные возможности изучения потенциально критической системы в краткосрочной и долгосрочной перспективе для здоровье мозга », - сказал Кернагис.
Об этом новостном исследовании нейротехнологий
Автор: Марк Деревич
Источник: Университет Северной Каролины
