מתברר שגלי המוח מסתנכרנים במהלך השינה עם תנודות בנוזל המוח-שדרתי, וכך מסייעים לסלק פסולת ורעלים ממערכת העצבים המרכזית

גלים איטיים בשינה חשובים לתחזוקת המוח, וכך גם הנוזל המוחי-שדרתי (CSF) שמנקה בין השאר תוצרי פסולת של חילוף חומרים שעלולים להיות רעילים. מחקר חדש חושף את הקשר ביניהם: הגלים האיטיים מסונכרנים עם גלים בנוזל המוחי-שדרתי במהלך שינה, במה שנראה כמנגנון נוסף שבו השינה שומרת על תפקודו התקין של מוחנו.

לנוזל המוחי-שדרתי, שעוטף את המוח ואת חוט השדרה, יש תפקידים רבים. העיקרי שבהם הוא לבלום זעזועים ולהגן על המוח מחבטות. בנוסף הוא מסייע לסילוק פסולת: מחקרים שנעשו על בעלי חיים הראו שבמהלך השינה הנוזל הזה מנקה את המוח מחלבונים מזיקים, לרבות אלו שקשורים למחלת אלצהיימר כמו עמילואיד בטא. מחקר אחר, שנעשה על עכברים מורדמים, מצא שתהליך השטיפה הזה חזק יותר ככל שיש בשינה יותר גלים בתדר נמוך – שמאפיינים את שלבי השינה העמוקה ללא חלומות.

המחקרים האלה הצביעו על חשיבותו של הנוזל המוחי-שדרתי במהלך השינה, אך עד כה לא היה ידוע על תנועתו של הנוזל הזה במהלך השינה אצל בני אדם. המחקר של אוניברסיטת בוסטון מראה כעת שהנוזל המוחי-שדרתי שוטף את המוח האנושי בגלים מחזוריים במהלך השינה העמוקה.

גלים בתוך המוח

החוקרים סרקו את מוחם של 13 צעירים בריאים בשעה שהיו ערים ובשינה עמוקה, באמצעות דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI), כדי למדוד את זרימת הדם המחומצן למוח. במקביל גם מדדו באמצעות אלקטרודות גלי מוח שמעידים על פעילות חשמלית של קבוצות תאי עצב במוח. מכיוון שה-fMRI סרק גם את חדרי המוח, שבהם זורם הנוזל המוחי-שדרתי, ולא רק את רקמת המוח עצמה, אפשר היה לראות גם דפוסים של זרימת הנוזל – לא רק הדם.

התברר שבמהלך השינה העמוקה יש בנוזל המוחי-שדרתי תנודות גדולות שמגיעות לשיא בערך כל עשרים שניות. החוקרת הראשית במאמר, לורה לואיס (Lewis) מאוניברסיטת בוסטון, אמרה לאתר האינטרנט של כתב העת Science, "מעולם לא ראיתי תנודות כה גדולות של הנוזל המוחי-שדרתי. זה היה מרשים מאוד".

לעומת זאת, כשהנבדקים היו ערים, נראו תנודות קלות בלבד של הנוזל המוחי-שדרתי, שהיו קשורות לדפוסי הנשימה. "הגלים בשינה היו הרבה יותר גדולים ומהירים", מדגישה לואיס. כדי לתת לכם קנה מידה, אם נמשיל את התנודות בעֵרות לגלים שקטים בים, הרי שגלי הנוזל בשינה דמו יותר לצונמי".

החוקרים הצליחו לתזמן את התהליכים במוח שקשורים לגלי הנוזל המוחי-שדרתי: תחילה נראים גלים איטיים שמאפיינים את הפעילות החשמלית של המוח בשינה עמוקה, ואחרי כל גל כזה נרשמת ירידה בכמות החמצן בדם, שמעידה על זרימת דם מהמוח החוצה. בעקבותיה מגיע גל של נוזל מוחי-שדרתי, שתופס את מקומו של הדם שיצא החוצה ושוטף את המוח.

הגלים שמסייעים למוח לנקות את הפסולת? נוזל מוחי-שדרתי | צילום: Shutterstock
הגלים שמסייעים למוח לנקות את הפסולת? נוזל מוחי-שדרתי | צילום: Shutterstock

טיהור נגד אלצהיימר?

החוקרת מייקן נדרגארד (Nedergaard) מאוניברסיטת רוצ'סטר בניו יורק, שלא היתה מעורבת במחקר, מסבירה כי "המחקר הזה קושר באופן היטב נושאים שנראים לכאורה לא קשורים – שינה, גלי מוח, זרימת נוזל מוחי-שדרתי וזרימת דם".

בשנת 2012 הייתה נדרגארד זו שתיארה לראשונה את המערכת הגלימפטית – שמנקזת חומרי פסולת ממערכת העצבים המרכזית אל מחזור הדם. לדבריה, גילוי הזרימה של נוזל מוחי-שדרתי אצל בני אדם שישנים שינה עמוקה, ולא רק אצל עכברים, הוא "צעד משמעותי" קדימה. עם זאת, לא ברור עדיין מה מהות הקשר בין הגלים השונים – פעילות חשמלית, זרימת דם וזרימת נוזל מוח-שדרתי – ולואיס ועמיתיה מתכננים לבחון את אכן קיים קשר סיבתי ביניהם.

לדברי לואיס, הבנת קשר כזה אצל חולי אלצהיימר עשויה לחשוף היבטים חדשים של המחלה. בעבר דיווחנו שכאשר משבשים את השינה העמוקה של אנשים בריאים, וכך מורידים את פעילות הגלים האיטיים, רמות החלבון עמילואיד בטא בנוזל המוחי-שדרתי עולות – גורם סיכון בולט למחלת אלצהיימר. מחקר דומה מצא שאנשים שמציגים סימנים מוקדמים של מחלת אלצהיימר נוטים לסבול משיבושים בדפוסי השינה. ולבסוף, ידוע שעם הגיל פוחתת הכמות היחסית של גלים איטיים במוח, ושהירידה חמורה במיוחד אצל חולי אלצהיימר.

כל אלה יחד רומזים שפעילות גלי הנוזל המוחי-שדרתי פוחתת אצל חולי אלצהיימר – וזה עלול לגרום להצטברות של יותר חלבונים רעילים ולתרום, לפחות חלקית, להתפרצות המחלה.