Jeff Iliff: O důvod víc, proč se dobře vyspat

The brain uses a quarter of the body's entire energy supply, yet only accounts for about two percent of the body's mass. So how does this unique organ receive and, perhaps more importantly, rid itself of vital nutrients? New research suggests it has to do with sleep.

Považujete spánek za ztrátu času? Využijte tedy chvíli svého bdělého času k popřemýšlení o obsahu videa neurovědce Jeffa Illiff na serveru www.ted.com.

 

Transkript videa v češtině (or transcript in english):

 

00:11Spánek. Je to činnost, kterou trávíme přibližně třetinu svých životů. Ale rozumíme vlastně jeho podstatě?

00:19Před dvěma tisíci let Galénos, jeden z nejvýznamnějších starověkých badatelů v oblasti medicíny přišel s představou, že zatímco bdíme, hybná síla našeho mozku, jeho "šťáva", proudí do všech ostatních částí našeho těla a tím jim vdechuje život, ale samotný mozek tím vysychá. Kdežto když spíme, veškerá tato "šťáva" se z našeho těla nahrne zpět do hlavy, čímž rehydratuje mozek a osvěží naši mysl. Taková představa se nám nyní pochopitelně zdá naprosto směšná, ale Galénos se pouze snažil vysvětlit jednu vlastnost spánku, kterou pociťujeme na vlastní kůži každý den. Na základě zkušeností všichni víme, že když spíme, pročistí nám to mysl, kdežto nedostatek spánku naši mysl kalí. Avšak ačkoli o spánku nyní víme mnohem víc než za Galénových časů, stále ještě nerozumíme tomu, proč právě spánek má na naši mysl tak silný povzbuzující účinek.

01:17A dnes bych vám rád pověděl o nedávném výzkumu, který na tuto záhadu možná vrhne nové světlo.Zjistili jsme, že spánek je možná elegantním řešením některých nejzákladnějších překážek, se kterými se mozek musí vypořádat. Možná představuje jedinečný způsob, jakým mozek čelí vysokým nárokům na výkon a zároveň omezenému prostoru v lebce, a který ho odlišuje od všech ostatních orgánů.

01:41Na veškerou biologii, kterou kolem sebe vidíme, se lze dívat jako na soubor řešení určitých problémů.První problém, se kterým se každý orgán musí vypořádat je zajištění plynulého přísunu živin ke všem jeho buňkám. V případě mozku je to obzvlášť důležité. Jeho intenzivní elektrická aktivita je zodpovědná za čtvrtinu celkové tělesné spotřeby energie. A to přesto, že mozek tvoří jen 2 % tělesné hmotnosti. Tento problém tělo řeší oběhovým systémem, který do každého koutu našeho těla přivádí živiny a kyslík prostřednictvím cév.

02:19Je to patrné na tomto videu. Jsou na něm zobrazeny cévy v mozku živé myši. Cévy tvoří složitou síť,která prostupuje celým mozkem. Jsou přivedeny k povrchu, načež se zanořují dovnitř do mozkové tkáněa jak se větví, přivádějí živiny a kyslík každičké mozkové buňce.

02:44A nyní pojďme dál - - každá buňka jednak potřebuje živiny, ale také svou činností vytváří odpad, který z ní musí být odváděn. A tento úklid odpadních produktů je druhým základním problémem, který musí každý orgán vyřešit. Tento diagram ukazuje lymfatický systém lidského těla, který se pro tento účel vyvinul. Je to druhá, paralelní síť cév, která naším tělem prostupuje. Shromažďuje proteiny a jiný odpad z mezibuněčného prostoru. Následně tento odpad vyklopí do krve, odkud může být vyloučen z těla.

03:17Ale pokud se na tento diagram podíváte blíž, všimnete si něčeho, co zdánlivě nedává smysl. Když se podíváme zblízka na hlavu, je vidět, že v ní chybí lymfatické cévy. Jak je to možné? Mozek se přece vyznačuje intenzivní aktivitou, která produkuje odpovídající množství odpadu, který musí být nějak odváděn. A přesto mu chybí lymfatické cévy, což znamená, že problém odvádění odpadu nemůže řešit stejně jako zbytek těla.

03:53Ale pokud ne takto, jak tedy? Tato zdánlivě všední otázka je místem, kdy do celé záležitosti prvně vstoupila naše skupina. A když jsme se ponořili do hlubin mozku, mezi neurony a kapiláry, zjistili jsme, že způsob, jakým mozek tento problém řeší, je opravdu nečekaný. Je důmyslný, ale také krásný. Dovolte mi vám nyní ukázat, na co jsme přišli.

04:25Mozek je uložen v průzračné tekutině, která se jmenuje mozkomíšní mok. Říkejme mu zkráceně "MM".MM vyplňuje prostor okolo mozku a mozek do něj vylučuje své odpadní produkty. MM pak i s těmito odpadními produkty proudí do krve. Takže v tomto smyslu je to velmi podobné lymfatickému systému, že? Co je však pozoruhodné - ony odpadní produkty se spolu s MM z nitra mozku nedostávají jen tak náhodně. Místo toho využívají specializovanou síť "potrubí", která tento proces systematizuje a usnadňuje. Je to vidět na tomto videu. To, co vidíte, je pohled do mozku živé myši. Okno na levé straně ukazuje, co se děje na povrchu mozku. Okno vpravo ukazuje, co se děje v hloubce pod povrchem v samotné tkáni. Cévy jsou zbarveny červeně, tekutina MM, která mozek obklopuje, má zelenou barvu.Překvapilo nás, že ona tekutina z povrchu mozku nezůstávala na svém místě. Místo toho byla pumpována zpět dovnitř mozku a skrz něj podél vnějších stěn cév. A tak pomáhala vyčistit odpad z prostoru mezi mozkovými buňkami. Když se nad tím zamyslíte, využít vnějšek mozkových cév tímto způsobem je velmi chytré řešení, neboť mozek je uzavřen v pevné lebce a je napěchován buňkami, tudíž nemá prostoru nazbyt a nevejde se do něj další síť cév, třeba těch lymfatických. Zvlášť když síť těch krevních cév už z povrchu mozku ke každé mozkové buňce sahá, což znamená, že tekutina putující podél těchto cév zaručeně dosáhne do všech oblastí mozku. Je to tedy vlastně chytrý způsob, jak využít jednu síť cév - těch krevních - k dalšímu účelu a nechat ji převzít funkci sítě lymfatických cév, aby bylo možné se bez této druhé sítě obejít. Úžasné na tom je, že žádný jiný orgán nepoužívá stejnou strategii k tomu,aby se zbavil svého odpadu. Tímto řešením je mozek zcela unikátní.

06:56Ale to největší překvapení při našem výzkumu bylo, že toto všechno - - všechno o čem jsem dosud mluvil, celé to proudění tekutiny skrz mozek - se děje pouze ve spánku. Zde video na levé straně ukazuje, kolik MM proudí mozkem živé myši, když je vzhůru. Téměř žádná. A přesto, když vezmeme tu samou myš a počkáme až usne, vidíme, že MM se začne valit do mozku. Taky jsme zjistili, že ve chvíli, kdy mozek usne, samotné jeho buňky se trochu scvrknou a vytvoří mezi sebou prostor, čímž tekutině umožní je omýt a odplavit jejich odpadní produkty.

07:45Takže to vypadá, že Galén byl svým způsobem na správné stopě, když psal, že ve spánku naším mozkem protéká nějaká tekutina. Náš vlastní výzkum o 2000 let později naznačuje, že když je mozek vzhůru a je na vrcholu své aktivity, odkládá čištění odpadu z prostoru mezi svými buňkami na později. A potom, když jdeme spát a mozková aktivita poklesne, přepne se do "úklidového režimu", aby mezi svými buňkami uklidil odpad, který se tam nahromadil v průběhu dne. Takže je to trochu jako když já nebo vyzanedbáváme domácí práce během týdne, kdy na ně nemáme čas, a pak se to snažíme dohnat o víkendu.

08:34Doteď jsem hodně mluvil o odstraňování odpadu, ale nebyl jsem příliš konkrétní ohledně toho, co je to vlastně za odpad, který mozek potřebuje odstraňovat, aby se udržel v kondici. Mnoho studií se v poslední době zaměřilo na amyloid-beta, což je protein, který je v mozku vyráběn v jednom kuse. Můj mozek zrovna teď amyloid-beta vyrábí, a stejně tak váš. Je ale známo, že u lidí trpících Alzheimerovou chorobou se amyloid-beta hromadí a agreguje v prostoru mezi mozkovými buňkami, místo aby byl řádně odstraňován. Má se za to, že právě hromadění amyloidu-beta hraje jednu z klíčových rolí při rozvoji této obávané choroby. A tak jsme porovnali rychlost, s jakou je amyloid-beta z mozku odstraňován při bdění a během spánku, a zjistili jsme, že odstraňování amyloidu-beta ze spícího mozku skutečně probíhá o mnoho rychleji.

09:28Jestliže je tedy spánek zčásti opatřením, jímž mozek řeší odstraňování buněčného odpadu může to radikálně změnit naše chápání vztahu mezi spánkem, amyloidem-beta a Alzheimerovou chorobou.Několik nedávných klinických studií naznačuje, že mezi pacienty, u nichž se Alzheimerova choroba dosud nerozvinula, souvisí zkrácení doby a zhoršení kvality spánku s hromaděním amyloidu-beta v mozku. A přestože je nutné zdůraznit, že tyto studie neprokazují, že špatný spánek či jeho nedostatekAlzheimerovu chorobu přímo způsobují, přinejmenším svědčí o tom, že nemůže-li mozek provádět úklid a odstraňovat odpad jako je amyloid-beta, může to přispět k rozvoji potíží jako je Alzheimer.

10:18Takže to, co nám tento nový výzkum o spánku říká, je něco, co o něm už dávno víme a čemu rozuměl i Galén: že jeho smyslem je možná z podstatné časti pročištění a osvěžení naší mysli. Vy i já jdeme každou noc spát, ale naše mozky nikdy neodpočívají. Zatímco naše tělo je v klidu a naše mysl je ztracena kdesi v říši snů, elegantní mechanismy mozku tiše, ale tvrdě pracují: čistí a udržují tuto nepředstavitelně složitou mašinu. Stejně jako domácí práce - je to špinavá a nevděčná práce, ale je důležitá. Když doma na měsícpřestanete čistit kuchyň stane se váš byt brzy zcela neobyvatelným. Ale v případě mozku mohou býtdůsledky takového zanedbávání daleko vážnější než pouze špinavá linka. Zde je v sázce samotné zdravía funkce vaší mysli a těla. Proto dnešní porozumění těmto základním mozkovým funkcím může být zásadní pro prevenci a léčbu mozkových chorob zítřka.

11:35Děkuji vám.