Imagen de un cerebro de
ratón mostrando los canales de flujo (púrpura) y las células gliales (verde),
descargando la basura en las venas. Jeffrey Illifft y Maiken Nedergaard
El
cerebro, nuestro gran tesoro, durante el día nos permite movernos por el mundo
haciendo cosas, imaginando otras. Podríamos pasarnos así siempre, pero no,
dedicamos muchas horas de nuestra vida a dormir, invirtiendo tiempo precioso en
una actividad en apariencia inane.
¿Actividad
inútil? ¿Pérdida de tiempo?
Durante
el sueño el cerebro se dedica, entre otras, a dos actividades fundamentales: la
primera, una limpieza grande para eliminar residuos y la segunda, consolidar la
memoria. Lo primero libera espacio para almacenar información nueva (en el
cerebro la finca raíz es carísima) y consolidar la memoria nos habilita para
seguir siendo quienes somos.
¿Por qué nos pasamos un tercio de la vida durmiendo, actividad
que compartimos con la gran mayoría de los mamíferos? La pregunta se la han
hecho muchos investigadores durante algún tiempo y la respuesta ha venido
aflorando en los últimos años. Un equipo de científicos de la Universidad de
Rochester, trabajando con ratones, sugiere que la respuesta en parte puede
estar en el hallazgo de un sistema de fontanería que drena los residuos y los
desechos del cerebro. Los científicos postulan que al cerebro le gusta esperar
hasta estar dormido para sacar la basura.
El
estudio, publicado en la revista Science, es la continuación de otro llevado a
cabo por el mismo equipo, y consiste en el descubrimiento de una red de canales
que corren a lo largo de las venas cerebrales. Estos canales trabajan casi
igual que el sistema linfático que opera en el resto del cuerpo limpiando
residuos innecesarios, pero a diferencia de éste quienes hacen el trabajo son
las células gliales. Los canales no habían podido ser vistos por los biólogos
hasta hace poco, cuando se emplearon métodos de altísima resolución
microscópica, para observar en ratones la actividad de un cerebro vivo. El
descubrimiento de esos canales sugiere que enfermedades como el Alzheimer,
donde placas de residuos se acumulan, podrían explicarse por un problema en la
limpieza.
El
equipo se preguntó si el sistema de canales cuyo constante bombeo requiere
bastante energía es el responsable de que, como se ha observado, el cerebro
dormido gaste casi tanta energía como el despierto. Para observar los cambios
en el volumen de los fluidos en el cerebro durante el sueño, inyectaron
moléculas fluorescentes en los cerebros de ratón y siguieron el curso de los
fluidos en cerebros anestesiados, despiertos o dormidos.
Los
cerebros anestesiados o dormidos tuvieron un incremento del 60 por ciento en el
volumen de los fluidos, debido a que las células cerebrales se “encogen” para
dejar más espacio a los canales. Cuando los ratones fueron despertados el volumen
del fluido disminuyó de forma abrupta. Cuando midieron la cantidad de la
proteína beta amieloide, acumulada en la enfermedad de Alzheimer,
encontraron que se eliminaba al doble de
velocidad en los ratones dormidos.
Aunque
estos estudios fueron hechos en ratones –en humanos puede ocurrir algo similar–
nos da una visión espectacular del por qué el dormir es tan reparador. Tal vez
el bienestar sentido después de una buena noche de sueño sea el sentirnos
limpios de todas las basuritas que se acumularon durante un día pesado.
El
dormir es importante también para consolidar la memoria pero el cómo se hace
hasta hace poco era un misterio. Un estudio publicado en Marzo de este año
sugiere que una muy particular actividad eléctrica que involucra a las neuronas,
que envían sus impulsos hacia atrás podría tener un papel.
Neuronas
trabajando al revés
La
actividad neuronal necesita un impulso sensorial –algo visto, un olor– que es
recibido por las dendritas de las neuronas y que luego es transmitido como un
mensaje electroquímico a otras células vía los largos axones.
Como
durante el sueño el cerebro está cerrado a esos impulsos no debería existir
actividad neuronal. Pero los investigadores del área han detectado una
actividad eléctrica diferente en el cerebro dormido. Esas ondas eléctricas
hacen que las neuronas, especialmente las del hipocampo, el sitio del cerebro
donde se procesa la memoria, envíen sus señales eléctricas hacia atrás, hacia
sus propias dendritas y no hacia otras células. Este comportamiento resulta en
dos hechos importantes: el fortalecimiento de las señales eléctricas de células
vecinas, algo necesario en la consolidación de la memoria, como también el
abrir espacio que se usará para almacenar nueva información cuando el cerebro
despierte.
¿Y los
sueños?
Si el
cerebro mientras se duerme está entregado a la limpieza y a hacer tareas tan
insólitas como que las neuronas funcionen al revés, no es de extrañar que los
sueños sean ese carnaval de locuras que a veces recordamos al despertar. En
realidad son alucinaciones, sino, ¿de que otra manera se entiende que aparezcan
retazos de la infancia, que hagamos vuelos rasantes y que estemos desnudos,
desprotegidos y sin los deberes hechos en la mitad del patio de la escuela; que
nunca podamos llamar por teléfono o que nos persigan y, o bien nos hacemos
invisibles o nos convertimos en súper héroes?
Tal
vez por eso cualquier intento por buscarle un significado a los sueños se quede
en la mera especulación.
La
consolidación de la memoria en el hipocampo es una actividad de mucha cuidado
pero el deshacerse de la basura puede permitir y alimentar ese torrente alocado
de imágenes que son los sueños.
يسمح لنا الدماغ، كنزنا
الأعظم، خلال النهار بالتحرُّك عبر العالم والقيام بعمل أشياء، إضافة لتخيُّل
أشياء أخرى.
لا يمكننا الإستمرار هكذا، لولا تخصيص كثير من الساعات من حيواتنا للنوم،
حيث نصرف وقتاً ثميناً بنشاط، قد يبدو سخيف للبعض!
هل النوم نشاط غير مفيد حقاً؟
هل
هو عبارة عن مضيعة للوقت؟
ينحو الدماغ، خلال فترة النوم، لتحقيق
نشاطين أساسيين، بين نشاطات أخرى، هما:
النشاط الأوّل: تنظيف هائل للتخلُّص من
الفضلات.
النشاط الثاني: العمل على تقوية وتعزيز
الذاكرة.
حيث يساهم النشاط الأوّل بتحرير أمكنة
لتخزين المعلومة الجديدة (وهذا شأن بالغ الأهمية ربطاً بمساحة سطح الدماغ).
فيما
يساهم النشاط الثاني بالحفاظ على الوعي الذاتي على نحو مستمر.
لماذا نُمضي ثلث عمرنا نائمين، علما أننا
نتقاسم هذا النشاط مع غالبيّة الثدييات؟
قاد هذا التساؤل لتحقيق الكثير من الأبحاث، وأتت الإجابات عليه خلال السنوات الأخيرة.
يقترح فريق علماء من جامعة روتشستر يعمل على الفئران، بأنّ الجواب بجزء منه يكمن في العثور على نظام مجاري لتصريف الفضلات من الدماغ.
قاد هذا التساؤل لتحقيق الكثير من الأبحاث، وأتت الإجابات عليه خلال السنوات الأخيرة.
يقترح فريق علماء من جامعة روتشستر يعمل على الفئران، بأنّ الجواب بجزء منه يكمن في العثور على نظام مجاري لتصريف الفضلات من الدماغ.
يرى
العلماء بأنّه يحلو للدماغ الإنتظار حتى فترة النوم لإخراج وطرح الفضلات.
نُشِرَت دراسة في مجلة العلوم، وهي متابعة لدراسة أخرى، قد حققها ذات فريق البحث، وتتأسّس على إكتشاف شبكة قنوات تجري بطول الأوردة
الدماغيّة.
تعمل هذه القنوات، كما يعمل الجهاز اللمفاوي بباقي أجزاء الجسم، على تنظيف وطرد البقايا غير اللازمة، لكن، بفارق أنّ من يقوم بهذا العمل بالدماغ، هو:
تعمل هذه القنوات، كما يعمل الجهاز اللمفاوي بباقي أجزاء الجسم، على تنظيف وطرد البقايا غير اللازمة، لكن، بفارق أنّ من يقوم بهذا العمل بالدماغ، هو:
الخلايا الدبقية.
لم يتمكن علماء الأحياء من رؤية هذه القنوات إلا من فترة قصيرة، عندما وظفوا مناهج عمل مجهرية بالغة الدقة، لأجل ملاحظة نشاط الدماغ الحيّ عند الفئران.
لم يتمكن علماء الأحياء من رؤية هذه القنوات إلا من فترة قصيرة، عندما وظفوا مناهج عمل مجهرية بالغة الدقة، لأجل ملاحظة نشاط الدماغ الحيّ عند الفئران.
يقود إكتشاف هذه القنوات لإعتبار أنّ أمراض كالزهايمر، ما هو إلا مرض ناشيء عن
تراكم الفضلات بتلك القنوات، أي أنها مشكلة نظافة دماغيّة!
تساءل فريق البحث حول إمكان إحتياج جهاز
القنوات ذاك لكثير من الطاقة، خلال عمله المستمر، كما جرت الملاحظة، علماً أن إنفاق
الدماغ من الطاقة خلال النوم يكافيء تقريباً ما ينفقه خلال اليقظة.
لأجل ملاحظة
التغيرات في حجم التدفقات في الدماغ خلال النوم، حقنوا جزيئات فلور مُتألِّق بأدمغة
فئران وتابعوا مسير التدفقات بأدمغة مُخدّرة، يقظة أو نائمة.
حققت الأدمغة المُخدّرة والنائمة نمواً
بنسبة 60% بحجم التدفقات، وهذا بحسب "إنكماش" الخلايا الدماغية لترك
مكان للقنوات. فيما قلّ حجم التدفق بصورة هائلة لدى الفئران المستيقظة.
وعندما قاموا
بقياس كمية بروتين الأميلويد بيتا المُتراكِم بحالة مرض الزهايمر، وجدوا بأنّ
التخلُّص منه يحصل بسرعة أكبر بمقدار الضعف عند الفئران النائمة.
رغم حصول هذا مع الفئران – لكن يمكن
حصول شيء مشابه عند البشر – فهو يقدم لنا جوابا جوهريا على سؤال:
لماذا ننام؟
وأن
النوم عبارة عن حالة "صيانة" بالغة الأهميّة.
ربما، الاحساس بالراحة
إثر ليلة نوم عميق هو عبارة عن دلالة على تخليصنا من فضلات، قد تراكمت خلال نهار
ثقيل.
كذلك، النوم مهم لإنعاش
الذاكرة، ولكن، شكّل هذا لغزاً حتى وقت قريب.
تقترح
دراسة منشورة بشهر مارس آذار
2013 بأنّ نشاطاً كهربائيا خاصا يدخل للعصبونات، التي تُرسِل نبضاتها نحو
الخلف، يمكن أن يلعب دوراً ما على هذا الصعيد.
تعمل عصبونات بصورة مُعاكسة
يحتاج النشاط العصبونيّ لدافع حسي – شيء
مرئيّ، رائحة ..الخ – تستقبله تغصنات العصبونات وينتقل لاحقاً كرسالة
كهرباكيميائية لخلايا أخرى عن طريق محوارات طويلة.
على اعتبار أنه خلال النوم ينغلق الدماغ بوجه تلك الدوافع الحسيّة، فلا يجب العثور على نشاط عصبوني. لكن، اكتشف الباحثون
الأخصائيون بالدماغ وجود نشاط كهربائي مختلف في دماغ النائم. حيث تقوم
هذه الموجات الكهربائية بتمكين عصبونات الحصين، على وجه الخصوص، وهو المنطقة
الدماغية المسؤولة عن معالجة الذاكرة، من إرسال إشاراتها الكهربائية إلى
الخلف نحو تغصناتها الخاصة وليس بإتجاه خلايا أخرى.
يؤدي هذا السلوك لحدوث شأنين بالغي الأهميّة:
يؤدي هذا السلوك لحدوث شأنين بالغي الأهميّة:
إنتعاش الإشارات الكهربائية عند الخلايا
الجارة، وهو أمر ضروري لتعزيز الذاكرة.
فتح مكان سيستخدم لتخزين معلومة جديدة، لدى يقظة الدماغ.
لكن، ما الذي يحصل خلال الأحلام؟
فيما لو يضطلع الدماغ خلال النوم بعملية
التنظيف ويقوم بمهام غير عاديّة، كعمل العصبونات بصورة معاكسة، لا يُستغرب أن
تشكّل الأحلام كرنفال جنون يذكرنا بحالة الإستيقاظ أحياناً.
في الواقع، هي عبارة
عن هلوسات، فبأية طريقة أخرى يمكن فهم ظهور:
صور من مرحلة الطفولة، أننا نطير بالقرب
من سطح الأرض وأننا عُراة، غير محميين ودون تحضير الوظائف المدرسية، كيف لم نتمكن
من إستخدام الهاتف بلحظة ما وأننا مضطهدين، أو أننا غير مرئيين أو تحولنا لأبطال
خارقين؟
لهذا، ربما، تبقى كل محاولة بحث عن معنى
للأحلام ضمن سياق المُضاربات التجارية!
تعزيز الذاكرة في الحصين نشاط ذو أهمية كبرى، لكن، عدم القيام بتنظيف الفضلات الدماغيّة، يمكنه السماح بظهور
الصور المتنوعة وتغذيتها، وهي ما يسمى الأحلام.
قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق