«Розовый шум» всплесками во время сна может помочь очистить мозг от отходов

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Science Translational Medicine, обнаружило, что прослушивание всплесков розового шума — фонового звука, напоминающего мягкий радиопомехи, — во время сна, по-видимому, стимулирует движение жидкости внутри мозга и тем самым может ускорять очистку от метаболических отходов, связанных с болезнью Альцгеймера и другими заболеваниями. Розовый шум, как выяснилось, усиливает медленные волны мозга, а те, в свою очередь, повышают пульсирующую насосную работу кровеносных сосудов — именно она служит движущей силой системы очистки мозга от отходов.

Ранее уже было известно, что импульсы розового шума во сне усиливают медленные волны — электрическую активность мозга, возникающую в определённых фазах сна без быстрых движений глаз: N3 (глубокий сон) и N2 (более поверхностная фаза перед глубоким сном); эффект возникает только при синхронизации звукового импульса с пиком медленной волны. Прежние работы также показали, что усиление медленных волн (например, медикаментозное) способствует току цереброспинальной жидкости (ЦСЖ), омывающей мозговую ткань и уносящей метаболические отходы. Однако оставалось неясным, даёт ли прослушивание розового шума тот же эффект: измерение тока ЦСЖ требует МРТ, а аппарат МРТ создаёт помехи для электроэнцефалографии (ЭЭГ), из-за чего медленные волны не удавалось распознавать достаточно быстро для точной синхронизации звуковых импульсов с их пиками. Чтобы решить эту проблему, Джошуа Левитт, Лора Льюис и их коллеги обучили модель искусственного интеллекта на данных ЭЭГ, собранных в ходе прошлых исследований во время МРТ-сканирования, — она предсказывает наступление пика медленной волны примерно за 70 миллисекунд, что позволяет вовремя подавать звуковой стимул. Затем 27 здоровых взрослых со средним возрастом 29 лет отдыхали днём внутри МРТ-сканера с электродами ЭЭГ на голове; 14 из них успешно заснули и достигли фазы N2. На половине пиков медленных волн у каждого участника подавался 50-миллисекундный импульс розового шума, на другой половине звука не было — это служило контролем.

Анализ записей МРТ и ЭЭГ показал, что импульсы розового шума не только усиливали синхронизированные с ними медленные волны, но и кратковременно повышали скорость притока ЦСЖ в мозг, что свидетельствует о стимуляции её циркуляции и оттока — при том что приток и отток ЦСЖ обычно сбалансированы. Ускорение тока жидкости, судя по всему, обусловлено усилением пульсирующей насосной работы мозговых сосудов, которая продвигает жидкость в глимфатической системе — системе очистки мозга от отходов. На основе этих результатов команда изучает, будет ли метод столь же эффективен у пожилых людей и сможет ли он ускорять выведение белков вроде бета-амилоида, связанных с болезнью Альцгеймера. При благоприятных результатах последующих исследований учёные надеются проверить, способна ли эта технология замедлить когнитивное снижение у людей с нормальным старением, у пациентов с лёгкими когнитивными нарушениями (преддементная стадия) и на ранней стадии болезни Альцгеймера. Основания для оптимизма есть: ранее было показано, что звуковая и световая стимуляция в бодрствовании может замедлять когнитивное снижение у пациентов с болезнью Альцгеймера, возможно, как раз через активацию глимфатической системы. По словам Сефиры Райман, важное преимущество нового метода в том, что в будущем его можно будет применять с помощью портативных устройств во время сна, что меньше нарушает повседневную жизнь.