Wissenschaftler testen Echtzeitansicht der Abfallentsorgung im Gehirn

Laut einer heute in Nature Biomedical Engineering veröffentlichten Studie könnte ein neues Gerät, das das Abfallentsorgungssystem des Gehirns überwacht, zur Vorbeugung von Alzheimer und anderen neurologischen Erkrankungen beitragen. In der Studie schliefen die Teilnehmer, als sie das Gerät trugen: eine Kopfkappe mit eingebetteten Elektroden, die Flüssigkeitsverschiebungen im Gehirngewebe, die neuronale Aktivität vom Schlaf zum Wachzustand und Veränderungen in den Blutgefäßen des Gehirns misst. Durch die Messung dieser drei Merkmale stellten die Forscher fest, dass sie das glymphatische System des Gehirns überwachen konnten, das als Abfallbeseitigungs- und Nährstoffversorgungssystem fungiert. Dies ist das erste Mal, dass Forscher den Fluss der Glymphflüssigkeit bei Personen mit unterschiedlichem Schlafniveau während einer einzigen Nacht verfolgen konnten. Bisher konnten diese Prozesse in universitären Forschungszentren nur mithilfe der MRT überwacht werden, ein Ansatz, der zu langsam ist, um winzige Veränderungen im Schlafstadium einzelner Personen zu verfolgen. „Wir sind davon ausgegangen, dass dieses System auf eine Art ‚Ein-Aus‘-Prinzip funktioniert: ‚An‘ während des Schlafs – insbesondere während des Tiefschlafs – und ‚Aus‘ beim Wachen“, sagt Dr. sagte Jeffrey Iliff, Mitautor der Studie und Professor für Psychiatrie und Neurologie an der University of Washington School of Medicine. Diese Annahmen, fügte Iliff hinzu, basierten auf Nagetierstudien, die er und andere im letzten Jahrzehnt durchgeführt hatten. Als an der Forschung jedoch menschliche Teilnehmer beteiligt waren, waren die Forscher von den Ergebnissen überrascht. Sie fanden heraus, dass das glymphatische System sowohl im Tief- als auch im REM-Schlaf sowie beim Aufwachen aktiv war. Anstatt wie ein Schalter ein- und auszuschalten, schien sich diese Clearance-Funktion zu beschleunigen, je länger eine Person schlief, und dann allmählich zu verlangsamen, wenn sie aufwachte, bemerkte Iliff. „Damit können wir überwachen, wie dieses System mit dem Schlaf zusammenhängt und wie es durch Schlafstörungen beim Menschen beeinflusst wird – etwas, das von entscheidender Bedeutung ist, wenn wir versuchen, die Rolle zu verstehen, die diese Biologie bei klinischen psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen spielt“, sagte er. Sagte Iliff. Diese Erkenntnisse seien wichtig, da das glymphatische System eine entscheidende Rolle bei der Beseitigung von Gehirnproteinen spiele, deren abnormale Ansammlung mit Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson in Zusammenhang stehe, sagte er. „Dies ist ein entscheidender Schritt in der Entwicklung von Therapeutika, die auf die glymphatische Funktion abzielen“, sagte er. Sagte Iliff. „Und wenn Sie Therapeutika entwickeln können, die die glymphatische Funktion verbessern, könnten Sie möglicherweise Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit behandeln oder verhindern.“ Das tragbare Gerät, das vom kalifornischen Unternehmen Applied Cognition entwickelt wurde, könnte mehrere potenzielle Einsatzmöglichkeiten haben, schlug Iliff vor. Es könnte Wissenschaftlern dabei helfen, herauszufinden, ob glymphatische Dysfunktion zu Entwicklungsstörungen wie Alzheimer, Schädel-Hirn-Trauma und Migränekopfschmerzen beiträgt. Es könnte die Entwicklung neuer Therapeutika zur Verbesserung der glymphatischen Funktion beeinflussen.