2013年10月23日水曜日。米国、ニューヨークのロチェスター大学の医療センターによる調査は、脳から老廃物を除去する最近発見されたシステムが主に睡眠中に作用することを示しています。 この啓示は、睡眠の生物学的影響に関する科学者の理解を変え、神経障害を治療する新しい方法を示すことができます。
「この研究は、睡眠時と覚醒時の脳の機能状態が異なることを示しています」と、ロチェスター大学医療センター（URMC）のトランスレーショナルニューロメディシンセンターの共同ディレクターであり、働く 「実際、睡眠の回復性は、覚醒中に蓄積する神経活動の副産物の活発な清算の結果であるようです」と彼は付け加えます。
「サイエンス」誌に木曜日に発表されたこの研究は、「リンパ系」として知られる廃棄物処理のための脳内のユニークな方法が睡眠中に非常に活発であり、病気の原因となる毒素を除去することを明らかにしていますアルツハイマー病およびその他の神経障害。 さらに、研究者らは、睡眠中に脳細胞のサイズが小さくなり、廃棄物をより効果的に処理できることを発見しました。
ショウジョウバエから右クジラまで、実質的にすべての動物種が何らかの方法で眠ることが知られていますが、この潜伏期間には、特に捕食者がうろついている場合に重大な欠点があります。 これは、夢が本質的な生物学的機能を実行しない場合、おそらく進化の最大のエラーの1つであると考えるようになりました。
最近の発見は、睡眠が記憶の保存と統合に役立つことを示していますが、それらの利点は脆弱性を克服するようには見えないため、科学者は睡眠覚醒サイクルにより重要な機能があるべきだと推測します。
これらの新しい結果は、ネダーガードと彼の同僚によって、これまで知られていなかった無駄を排除する脳内のユニークなシステムの存在に関する昨年の発見に追加されました。 脳は自身の閉じた「生態系」を維持し、分子ゲートウェイの複雑なシステムによって保護されているため、体の残りの細胞廃棄物であるリンパ系の除去に関与するシステムは、脳のシステムに拡張しません血液脳関門。脳に出入りするものを厳密に制御します。
このクリーニングプロセスは、生きた脳でしか観察できないため、これまで検出されていませんでした。これは、新しいイメージング技術、つまり2光子の顕微鏡検査ができるまでは不可能でした。 これらの技術のおかげで、研究者はマウスで観察することができ、その脳は人間に非常に似ており、これは脳の血管と脳脊髄液（CSF）ポンプの間の配管システムに相当します脳の組織、循環系に老廃物をパージし、最終的に一般的な血液循環系、そして最終的には肝臓に行きます。
脳からの廃棄物の適時の除去は、アルツハイマー病につながる可能性のあるベータアミロイドなどの毒性タンパク質の制御されない蓄積に不可欠です。 実際、ほとんどすべての神経変性疾患は、細胞からの老廃物の蓄積に関連しています。
睡眠中に「リンパ系」システムがより活発になる可能性があることを示唆する手がかりの1つは、睡眠中に脳で消費されるエネルギー量が劇的に減少しないという事実でした。 CSFのポンピングには多くのエネルギーが必要であるため、研究者は、目覚めているときに脳が実行し、情報を積極的に処理する必要がある機能とクリーニングプロセスが両立しない可能性があると推測しました。
科学者たちは、マウスでの一連の実験を通じて、睡眠中に「リンパ系」がほぼ10倍活発になり、げっ歯類が眠っているときに脳が大幅に多くのベータアミロイドを除去したことを観察しました。
もう1つの驚くべき発見は、睡眠中に脳内の細胞が60％収縮することです。収縮により、細胞間の空間が広がり、CSFが脳組織をより自由に洗うことができます。 対照的に、目を覚ましているとき、脳細胞は互いにより近く、CSFの流れを制限します。
研究者たちは、ノルエピネフリンと呼ばれるホルモンは睡眠中の活性が低いことに注目しました。 この神経伝達物質は、通常は恐怖や他の外部刺激に反応して、脳が警戒しなければならないときにバーストで投げられることが知られているため、研究者はノルエピネフリンが制御の「調節マスター」として機能できると推測しています。睡眠覚醒サイクル中の脳細胞の収縮と拡大の。
「これらの結果は、アルツハイマー病などの脳の汚れ疾患の治療に重要な意味を持っています」とNedergaardは述べました。 彼の見解では、脳が「リンパ系」システムを活性化し、廃棄物を浄化する方法と時期を正確に理解することが、このシステムを潜在的に調整し、より効率的に機能させるための重要な第一歩です。
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「この研究は、睡眠時と覚醒時の脳の機能状態が異なることを示しています」と、ロチェスター大学医療センター（URMC）のトランスレーショナルニューロメディシンセンターの共同ディレクターであり、働く 「実際、睡眠の回復性は、覚醒中に蓄積する神経活動の副産物の活発な清算の結果であるようです」と彼は付け加えます。
「サイエンス」誌に木曜日に発表されたこの研究は、「リンパ系」として知られる廃棄物処理のための脳内のユニークな方法が睡眠中に非常に活発であり、病気の原因となる毒素を除去することを明らかにしていますアルツハイマー病およびその他の神経障害。 さらに、研究者らは、睡眠中に脳細胞のサイズが小さくなり、廃棄物をより効果的に処理できることを発見しました。
ショウジョウバエから右クジラまで、実質的にすべての動物種が何らかの方法で眠ることが知られていますが、この潜伏期間には、特に捕食者がうろついている場合に重大な欠点があります。 これは、夢が本質的な生物学的機能を実行しない場合、おそらく進化の最大のエラーの1つであると考えるようになりました。
最近の発見は、睡眠が記憶の保存と統合に役立つことを示していますが、それらの利点は脆弱性を克服するようには見えないため、科学者は睡眠覚醒サイクルにより重要な機能があるべきだと推測します。
これらの新しい結果は、ネダーガードと彼の同僚によって、これまで知られていなかった無駄を排除する脳内のユニークなシステムの存在に関する昨年の発見に追加されました。 脳は自身の閉じた「生態系」を維持し、分子ゲートウェイの複雑なシステムによって保護されているため、体の残りの細胞廃棄物であるリンパ系の除去に関与するシステムは、脳のシステムに拡張しません血液脳関門。脳に出入りするものを厳密に制御します。
このクリーニングプロセスは、生きた脳でしか観察できないため、これまで検出されていませんでした。これは、新しいイメージング技術、つまり2光子の顕微鏡検査ができるまでは不可能でした。 これらの技術のおかげで、研究者はマウスで観察することができ、その脳は人間に非常に似ており、これは脳の血管と脳脊髄液（CSF）ポンプの間の配管システムに相当します脳の組織、循環系に老廃物をパージし、最終的に一般的な血液循環系、そして最終的には肝臓に行きます。
脳からの廃棄物の適時の除去は、アルツハイマー病につながる可能性のあるベータアミロイドなどの毒性タンパク質の制御されない蓄積に不可欠です。 実際、ほとんどすべての神経変性疾患は、細胞からの老廃物の蓄積に関連しています。
睡眠中に「リンパ系」システムがより活発になる可能性があることを示唆する手がかりの1つは、睡眠中に脳で消費されるエネルギー量が劇的に減少しないという事実でした。 CSFのポンピングには多くのエネルギーが必要であるため、研究者は、目覚めているときに脳が実行し、情報を積極的に処理する必要がある機能とクリーニングプロセスが両立しない可能性があると推測しました。
最大10回アクティブ
科学者たちは、マウスでの一連の実験を通じて、睡眠中に「リンパ系」がほぼ10倍活発になり、げっ歯類が眠っているときに脳が大幅に多くのベータアミロイドを除去したことを観察しました。
もう1つの驚くべき発見は、睡眠中に脳内の細胞が60％収縮することです。収縮により、細胞間の空間が広がり、CSFが脳組織をより自由に洗うことができます。 対照的に、目を覚ましているとき、脳細胞は互いにより近く、CSFの流れを制限します。
研究者たちは、ノルエピネフリンと呼ばれるホルモンは睡眠中の活性が低いことに注目しました。 この神経伝達物質は、通常は恐怖や他の外部刺激に反応して、脳が警戒しなければならないときにバーストで投げられることが知られているため、研究者はノルエピネフリンが制御の「調節マスター」として機能できると推測しています。睡眠覚醒サイクル中の脳細胞の収縮と拡大の。
「これらの結果は、アルツハイマー病などの脳の汚れ疾患の治療に重要な意味を持っています」とNedergaardは述べました。 彼の見解では、脳が「リンパ系」システムを活性化し、廃棄物を浄化する方法と時期を正確に理解することが、このシステムを潜在的に調整し、より効率的に機能させるための重要な第一歩です。
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