Bagaimana limbah 'dicuci' dari otak kita selama tidur
Untuk pertama kalinya, sebuah studi baru mengamati bahwa cairan serebrospinal mencuci masuk dan keluar otak dalam gelombang selama tidur, membantu membersihkan limbah.
Baru saja, Berita Medis Hari Ini melaporkan sebuah penelitian yang menemukan bahwa sel-sel kekebalan khusus lebih aktif di otak selama tidur, sibuk melakukan pekerjaan pemeliharaan.
Para peneliti tahu bahwa tidur itu penting - tidak hanya dalam hal memungkinkan otak untuk bereaksi, tetapi juga untuk "memberi ruang" untuk proses "pembersihan" berlangsung.
Namun, banyak mekanisme yang melaluinya pembersihan limbah otak ini terjadi selama tidur masih belum jelas.
Sekarang, para peneliti di Universitas Boston di Massachusetts telah menemukan bahwa selama tidur, cairan yang ada di otak dan tulang belakang - disebut cairan serebrospinal - masuk dan keluar, seperti gelombang, membantu otak membuang "sampah" metabolik yang terakumulasi.
“Kami sudah lama mengetahui bahwa ada gelombang listrik aktivitas di neuron. Namun sebelumnya, kami tidak menyadari bahwa sebenarnya ada gelombang dalam cairan serebrospinal juga, ”rekan penulis studi Laura Lewis menjelaskan.
Proses sinkronisasi yang kompleks
Studi baru - yang hasilnya muncul di jurnal Ilmu - termasuk 13 peserta berusia 23-33 tahun yang setuju untuk menjalani pemindaian otak saat tidur.
Prosesnya rumit. Para peserta harus memakai topi EEG yang memungkinkan para peneliti mengukur aktivitas listrik di otak mereka saat berbaring di mesin MRI, tempat mereka seharusnya tidur.
Namun, tidur di lokasi ini bisa jadi sulit, karena mesin MRI sangat bising. “[Saya] tidak menemukan bahwa pekerjaan [peserta] sebenarnya - diam-diam - hampir menjadi bagian tersulit dari studi kami,” kata Lewis.
“Kami memiliki semua peralatan mewah dan teknologi yang rumit, dan seringkali masalah besar adalah orang tidak dapat tidur karena mereka berada di dalam tabung logam yang sangat keras, dan itu hanya lingkungan yang aneh,” catatnya.
Terlepas dari tantangan ini, para peneliti berhasil - mungkin untuk pertama kalinya - memantau aktivitas cairan serebrospinal di otak partisipan selama tidur.
Mereka melihat bahwa cairan serebrospinal tampak "bersinkronisasi" dengan gelombang otak, yang kemungkinan besar membantu membuang limbah otak. Limbah ini termasuk protein yang berpotensi beracun yang dapat membentuk penumpukan yang dapat mengganggu aliran informasi antar neuron.
Penemuan ini, para peneliti menambahkan, juga dapat menjelaskan mekanisme yang mendasari kondisi seperti penyakit Alzheimer, di mana plak protein beracun memainkan peran kunci dalam kehilangan memori dan gangguan kognitif lainnya.
Mereka juga menjelaskan bahwa penuaan normal mungkin terkait dengan pembersihan diri yang lebih buruk di otak. Seiring bertambahnya usia, otak manusia cenderung menghasilkan lebih sedikit gelombang lambat, yang dapat mengurangi aliran darah di otak, serta denyut cairan serebrospinal.
“Ini benar-benar efek yang dramatis,” tegas Lewis. “[Cairan serebrospinal yang berdenyut di otak saat tidur] adalah sesuatu yang tidak kita ketahui terjadi sama sekali, dan sekarang kita bisa melihat sekilas ke satu wilayah otak dan segera membaca keadaan otak seseorang.”
'Apa sajakah hubungan sebab akibat?'
Ke depan, Lewis dan rekannya bertujuan untuk menjawab beberapa pertanyaan menarik. Pertama, mereka ingin merekrut kelompok yang lebih tua untuk studi berikutnya, guna mengetahui apakah dan bagaimana penuaan alami memengaruhi kerja cairan serebrospinal di otak.
Kemudian, mereka juga ingin menetapkan bagaimana gelombang otak, aliran darah di otak, dan cairan serebrospinal berhasil melakukan sinkronisasi untuk "membuang" limbah.
“Kami melihat bahwa perubahan saraf tampaknya selalu terjadi pertama kali, lalu diikuti oleh aliran darah keluar dari kepala, dan kemudian gelombang cairan serebrospinal ke kepala,” kata Lewis. Namun, dia menambahkan bahwa masih banyak yang tidak diketahui.
Tim percaya bahwa ketika neuron mati saat tidur, mereka membutuhkan lebih sedikit oksigen, yang menyebabkan darah terkuras dari otak. Ini, pada gilirannya, berarti bahwa tekanan di otak juga turun, sehingga cairan serebrospinal perlu ditingkatkan, untuk mempertahankan tekanan normal saat tidak ada darah.
“Tapi itu hanya satu kemungkinan. Apa sajakah hubungan sebab akibat? Apakah salah satu dari proses ini menyebabkan yang lainnya? Atau adakah kekuatan tersembunyi yang mendorong semuanya? "
Laura Lewis
Ini adalah beberapa pertanyaan yang masih belum terjawab.
