- ของเสียที่เกิดจากเซลล์ในสมองราว 1.7 แสนล้านเซลล์ เป็นเบาะแสสำคัญต่อการคงสุขภาพและการทำความเข้าใจโรคประสาทเสื่อม โดยงานวิจัย 3 ฉบับใน Nature ได้อธิบายเส้นทางการระบายของเสียระหว่างการนอนให้ชัดเจนขึ้น
- พบการไหลที่คลื่นไฟฟ้าช้าในช่วงหลับลึกช่วยผลักของเหลวรอบเซลล์จากส่วนลึกของสมองขึ้นสู่ผิวสมอง และของเหลวนี้จะเคลื่อนผ่านกระแสเลือดไปยังตับและไต
- สิ่งที่ถูกกำจัดรวมถึง อะไมลอยด์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับคราบพลัคในโรคอัลไซเมอร์ และมีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่าระบบทำความสะอาดนี้เสียหายในผู้ป่วยอัลไซเมอร์
- ในการทดลองกับหนู สิ่งเร้าเสียงและแสงที่ 40 ครั้งต่อวินาที กระตุ้นให้เกิดคลื่นสมองความถี่เดียวกัน และเพิ่มการไหลเข้าของน้ำหล่อสมองและไขสันหลัง การระบายของเหลวสกปรก และการขนส่งอะไมลอยด์
- ยังต้องยืนยันว่ากลไกเดียวกันนี้ทำงานในมนุษย์หรือไม่ แต่ความชรา การบาดเจ็บ และการอุดตันของหลอดเลือดสมองอาจรบกวนระบบนี้ จึงเชื่อมโยงกับการวิจัยโรคอัลไซเมอร์ พาร์กินสัน อาการปวดศีรษะ และภาวะซึมเศร้า
เหตุใดเส้นทางกำจัดของเสียของสมองจึงกลับมาได้รับความสนใจอีกครั้ง
- สมองมีเซลล์อยู่ราว 1.7 แสนล้านเซลล์ และแม้เพียงการทำงานตามปกติก็ก่อให้เกิดของเสียจำนวนมาก
- สมองที่แข็งแรงต้องชะล้างเศษเหล่านี้ออกไป แต่เป็นเวลานานที่ยังไม่ชัดเจนว่าของเสียเหล่านี้ระบายออกไปทางไหน
- งานวิจัย 3 ฉบับ ที่ตีพิมพ์ใน Nature โดยสองทีมวิจัย ได้อธิบายระบบกำจัดของเสียของสมองอย่างเป็นรูปธรรมมากขึ้น
- ผลลัพธ์นี้อาจเป็นเบาะแสต่อการวิจัยเพื่อทำความเข้าใจ รักษา หรือป้องกันโรคสมองหลายชนิด
คลื่นไฟฟ้าระหว่างการนอนช่วยผลักของเหลว
- ดูเหมือนว่าในช่วงหลับลึก คลื่นไฟฟ้าช้า จะช่วยผลักของเหลวรอบเซลล์จากส่วนลึกของสมองขึ้นสู่ผิวสมอง
- โครงสร้างเชื่อมต่อที่ซับซ้อนบริเวณผิวสมองจะดูดซับของเสียในของเหลวนั้นเข้าสู่กระแสเลือด และกระแสเลือดจะส่งต่อไปยังตับและไตเพื่อนำออกจากร่างกาย
- ของเสียสำคัญชนิดหนึ่งที่ถูกขนส่งร่วมกันในกระบวนการนี้คือ อะไมลอยด์
- อะไมลอยด์เป็นสารที่ก่อตัวเป็นคราบพลัคเหนียวในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์
- มีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่าในโรคอัลไซเมอร์ ระบบกำจัดของเสียของสมองจะถูกทำลาย
ระบบ glymphatic และอุปมาเรื่อง “ท่อประปาในสมอง”
- Jeffrey Iliff และ Dr. Maiken Nedergaard เคยเสนอเมื่อกว่าสิบปีก่อนว่า ของเหลวใสทั้งภายในและรอบนอกสมองเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ช่วยชะล้างของเสีย
- ระบบนี้เรียกว่า glymphatic system
- ชื่อนี้ตั้งตาม ระบบน้ำเหลือง ซึ่งช่วยป้องกันการติดเชื้อ รักษาสมดุลของเหลว และกรองของเสียกับเซลล์ที่ผิดปกติ
- Jonathan Kipnis เปรียบระบบนี้เหมือนระบบท่อประปาในบ้าน
- มีน้ำสะอาดไหลเข้า และหลังล้างมือแล้วก็น้ำสกปรกไหลออก
- ระบบน้ำเหลืองลำเลียงของเสียไปยังกระแสเลือดผ่านเครือข่ายท่อเล็กบาง ๆ แต่สมองไม่มีท่อแบบนี้
- คำถามสำคัญคือ โมเลกุลของเสียที่อยู่กลางสมองเคลื่อนที่ไปถึงขอบเขตของสมอง และสุดท้ายออกจากร่างกายได้อย่างไร
งานวิจัยในหนูที่แสดงให้เห็นสองขั้นตอน
- ในปี 2012 และ 2013 Iliff และ Nedergaard ได้นำเสนอผลว่า น้ำหล่อสมองและไขสันหลัง ไหลผ่านสมองของสัตว์ที่กำลังนอนอย่างรวดเร็วและชะล้างของเสียออกไป
- หลังจากนั้น คำถามที่เหลือคืออะไรเป็นตัวผลักของเหลว และของเสียข้ามแนวกั้นที่แยกเนื้อสมองออกจากกระแสเลือดได้อย่างไร
- ทีมวิจัยของ Kipnis วัดความแรงของ คลื่นไฟฟ้าช้า ที่ปรากฏเมื่อสัตว์เข้าสู่การหลับลึก
- ทีมวิจัยมองว่าการวัดคลื่นนี้เชื่อมโยงกับการวัดการไหลของของเหลวคั่นระหว่างเซลล์
- คลื่นดังกล่าวทำให้กิจกรรมของนิวรอนประสานกัน และทำหน้าที่เป็นสัญญาณให้นิวรอนทำงานเหมือนปั๊มเล็ก ๆ เพื่อผลักของเหลวไปยังผิวสมอง
- ผลนี้เผยแพร่ในบทความ Nature เดือนกุมภาพันธ์: Nature paper
- อีกทีมวิจัยที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก MIT ก็เสนอหลักฐานเพิ่มเติมว่าคลื่นไฟฟ้าช้าช่วยการกำจัดของเสีย
- พวกเขาให้สิ่งเร้าเสียงและแสงที่เกิด 40 ครั้งต่อวินาที กับหนูที่แสดงลักษณะของโรคอัลไซเมอร์
- สิ่งเร้านี้กระตุ้นให้เกิดคลื่นสมองที่มีความถี่ช้าเดียวกัน
- ในการทดสอบ พบว่าการไหลเข้าของน้ำหล่อสมองและไขสันหลังที่สะอาดสู่สมอง และการระบายของเหลวสกปรกออก เพิ่มขึ้น
- ของเหลวที่ระบายออกมี อะไมลอยด์ ซึ่งสะสมอยู่ในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์รวมอยู่ด้วย
- งานวิจัยนี้ก็ตีพิมพ์ใน Nature เช่นกัน: Nature paper
ทางออกที่พ้นผ่านแนวกั้นของสมอง
- Kipnis กล่าวถึงในอีกบทความหนึ่งว่าของเสียรวมถึงอะไมลอยด์ผ่านเยื่อหุ้มที่ปกป้องสมองออกไปได้อย่างไร: Nature paper
- ทีมวิจัยให้ความสนใจกับ หลอดเลือดดำ ที่ผ่านเยื่อหุ้มนี้
- รอบหลอดเลือดดำมีช่องว่างคล้ายปลอกแขนเสื้อที่ไม่ได้ปิดสนิททั้งหมด
- ผ่านช่องว่างนี้ น้ำหล่อสมองและไขสันหลังจะไหลออก และของเสียจะถูกส่งต่อไปยังระบบน้ำเหลืองของร่างกาย
งานที่ยังต้องทำเพื่อประยุกต์ใช้กับมนุษย์
- งานวิจัยใหม่มองว่าการกำจัดของเสียของสมองต้องอาศัยสองขั้นตอน
- ขั้นตอนการผลักของเสียเข้าสู่ น้ำหล่อสมองและไขสันหลัง ที่ล้อมรอบสมอง
- ขั้นตอนการเคลื่อนย้ายสิ่งเหล่านี้ไปยังระบบน้ำเหลือง และท้ายที่สุดขับออกจากร่างกาย
- Iliff มองว่าแม้จะอธิบายสองขั้นตอนแยกกันได้ แต่ในทางชีววิทยาแทบจะแน่นอนว่าทั้งสองเชื่อมต่อกัน
- ผลลัพธ์จำนวนมากจากหนูยังต้องได้รับการยืนยันในมนุษย์
- ความแตกต่างทางกายวิภาคระหว่างสัตว์ฟันแทะกับมนุษย์มีมากพอสมควร
- ผลเหล่านี้ยังเชื่อมโยงกับการศึกษาปัจจัยเสี่ยงของ โรคประสาทเสื่อม อย่างอัลไซเมอร์
- ความชรา การบาดเจ็บ และโรคที่อุดตันหลอดเลือดสมอง อาจรบกวนระบบกำจัดของเสียของสมองได้
- ปัจจัยเหล่านี้ล้วนเป็นปัจจัยเสี่ยงของโรคอัลไซเมอร์
- ความบกพร่องในการกำจัดของเสียอาจเกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสัน อาการปวดศีรษะ และภาวะซึมเศร้าด้วย
- แนวทางที่ช่วยให้สมองทำความสะอาดตัวเองได้ เช่น การกระตุ้นคลื่นไฟฟ้าช้า อาจต่อยอดไปสู่การวิจัยเพื่อป้องกันโรคได้หลากหลาย
- ข้อแก้ไข: สิ่งเร้าเสียงและแสงที่ใช้ในการทดลองไม่ใช่ 40 ครั้งต่อนาที แต่เป็น 40 ครั้งต่อวินาที
1 ความคิดเห็น
ความเห็นจาก Hacker News
เข้ากันได้ดีกับทฤษฎีที่ว่า การนอนหลับลึกไม่เพียงพอ เพิ่มความเสี่ยงของอัลไซเมอร์และภาวะสมองเสื่อม
https://www.medicalnewstoday.com/articles/not-getting-enough...
https://www.sciencealert.com/study-finds-sleep-may-not-flush...
เป็นเรื่องเกี่ยวกับการให้สิ่งเร้าเสียงและแสงที่เกิดขึ้น 40 ครั้งต่อวินาทีแก่หนูที่แสดงลักษณะของอัลไซเมอร์ และสิ่งเร้านั้นชักนำให้เกิดคลื่นสมองความถี่ช้าแบบเดียวกัน
ในการทดลองพบว่าการไหลเวียนของ น้ำไขสันหลังและสมอง ที่สะอาดเข้าสู่สมอง และของเหลวที่สกปรกไหลออกไป เพิ่มขึ้น และยังยืนยันได้ด้วยว่าของเหลวนั้นขนส่ง อะไมลอยด์ ที่สะสมในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์
ถ้าอย่างนั้นหมายความว่าสามารถใช้สิ่งอย่าง TMS แทนการนอนได้หรือไม่ และความล้มเหลวหรือการทำงานด้อยลงของระบบนี้จะอธิบายคนที่บอกว่าตัวเอง “แพ้” คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้หรือเปล่า
ถึงจะกระตุ้นสิ่งนี้ขึ้นมาแบบประดิษฐ์ได้ ก็ยังมีแนวโน้มว่ายังคงต้องนอนอยู่ดีเพราะยังมีหน้าที่อื่นที่ได้รับการเสริมระหว่างการนอน เช่น การฟื้นฟูร่างกาย
แต่ก็อาจมีความเป็นไปได้ที่จะลดความต้องการการนอน หรือบรรเทาผลเสียบางส่วนจากการนอนไม่พอ
40Hz ดูจะใกล้กับการจดจำรูปแบบอย่างเข้มข้นหรือความสนใจที่จดจ่อมากกว่า
พวกมหาเศรษฐีคงได้ประโยชน์มหาศาลจาก ระบบทำงานวันละ 20 ชั่วโมงแบบใหม่ แน่ ๆ
พออ่านประโยคที่ว่า “ถ้าเราหาวิธีช่วยให้สมองทำความสะอาดตัวเองได้ เช่น ชักนำคลื่นไฟฟ้าช้า ก็อาจป้องกันความผิดปกติได้หลากหลายชนิด” ก็ทำให้นึกถึง binaural beats ทันที
ตอนมหาวิทยาลัยมีบีตชุดหนึ่งที่ใช้ทุกครั้งเวลาง่วงมากแต่ยังมีงานต้องทำ และมันช่วยให้ฟื้นตัวได้ด้วยการงีบสั้น ๆ ราว 20 นาที
บางครั้งไม่ต้องงีบจริง ๆ ด้วยซ้ำ แค่ปล่อยใจไปกับบีตในช่วงเวลานั้นก็พอ
ถ้าส่วนหนึ่งของผลนั้นมาจากการกระตุ้น “การทำความสะอาดลึก” ก็อาจเป็นวิธีลดความผิดปกติพวกนี้ได้เหมือนกัน
ผมโหลดแทร็กที่ว่ากันว่าแพงที่สุดในตำนานราคา 1000 ดอลลาร์มาจากทอร์เรนต์ แต่ไม่รู้สึกอะไรเปลี่ยนเลย หรืออาจเป็นเพราะไม่ได้จ่ายเงินก็ได้ :)
ถ้าจะทำความสะอาดสมองก็น่าจะต้องออกฤทธิ์ต่อเนื้อสมองโดยตรง ซึ่งดูไม่ค่อยเป็นไปได้
ค่อนข้างน่าทึ่งที่แค่เปิดโชว์แสงกับดนตรีให้หนูดู ก็สามารถกระตุ้น การขับของเสียจากสมอง ได้
น่าจะดีถ้ามีคนประดิษฐ์หมวกที่ใส่นอนตอนกลางคืนแล้วช่วยเร่งกระบวนการนั้นระหว่างหลับ ทำให้เหมือนได้เพิ่มเวลานอนจริงหลายเท่า
มันอาจมีประโยชน์กับคนที่มีตารางงานหนักอย่างแพทย์ คนขับรถบรรทุก หรือคนขับเครื่องบิน
เพราะคนที่ไม่ยอมใช้จะสู้การแข่งขันกับคนที่ใช้ไม่ได้และสุดท้ายก็เสียงาน
ไม่ใช่ 40Hz และไม่ใช่แสง แต่เป็น phase-targeted auditory stimulation ซึ่งมีงานวิจัยในมนุษย์มานานกว่า 10 ปี
ไม่ใช่หมวก แต่ใช้แค่หูฟังคู่หนึ่งกับแอปหรือแทร็กเสียงก็พอ
ผมรู้สึกว่าเวลานอนลดลงแต่ตื่นมาแล้วสดชื่นกว่าเดิม
ถ้า “ระหว่างการนอน คลื่นไฟฟ้าช้าจะผลักของเหลวรอบเซลล์จากส่วนลึกของสมองขึ้นมาสู่ผิว” แบบนั้น นั่นคือ ความฝัน หรือเปล่า?
คลื่นไฟฟ้ากับของเหลวกำลังกระแทกเซลล์สมอง?
เวลาหลับ นิวรอนในบริเวณประมวลผลการมองเห็นจะไม่ได้รับสัญญาณขาเข้า แล้วนิวรอนพวกนี้ก็อาจถูกเอาไปใช้โดยบริเวณข้างเคียงได้
ทฤษฎีนั้นบอกว่าสมองจึงสร้างสัญญาณปลอมขึ้นมาเพื่อให้มันยังยุ่งอยู่และป้องกันการยึดพื้นที่ ฟังดูเจ๋งดีมาก
หาชื่อหนังสือเจอแล้ว คือ Livewired ของ David Eagleman
ผมสามารถสร้างเสียงที่ใช้ในการทดลองขึ้นมาใหม่ได้
sox -b 32 -Dr 96k -n 40hz_1ms_pulse_1hour.flac synth 0.001 sin 10k fade t 0.0005 0 0.0005 pad 0.024 repeat 140000ดูเหมือนว่าเป้าหมายคือกระตุ้นนิวรอนขาเข้าที่ 40 ครั้งต่อวินาที เพื่อให้ความถี่นั้นแทรกซึมเข้าไปในสมองได้ลึกและกว้างที่สุดเท่าที่ทำได้
ในหนู พวกเขาบรรลุเป้าหมายนี้ด้วยการผสานเสียง แสง และการรับสัมผัสผ่านการสั่นสะเทือน
สมมติฐานคือการขับเคลื่อนนิวรอนในลักษณะนี้ช่วยให้สมองกำจัดของเสียได้ และถ้าเป็นจริงก็ดีมาก
ถ้าเป็นของเหลว แล้ว มุมของศีรษะ ระหว่างนอนมีผลอย่างไร?
อาจฟังดูเหมือนไสยศาสตร์หน่อย แต่ผมรู้สึกได้ชัดจริง ๆ
หลังจากทำงานใช้สมองหนัก ๆ โดยเฉพาะการอ่านอะไรยาก ๆ ไปสักระยะ จะรู้สึกว่าสมาธิลดลงและตาหนัก
ถ้างีบสั้น ๆ แบบหลับลึกได้สำเร็จ บางครั้งไม่ถึง 15 นาทีด้วยซ้ำ มันเหมือนทุกอย่างถูกชะล้างออกไปและกลับมาโฟกัสได้อีก
เปรียบเทียบแบบแปลก ๆ หน่อย แต่มันเหมือนความโล่งใจเวลาปล่อยปัสสาวะหลังกลั้นมานาน
ในสถานการณ์แบบนี้ การไม่ยอมงีบน่าจะไม่ดีต่อสุขภาพและสร้างความเสียหายมาก
โชคดีที่ไม่มีปัญหาเรื่องหลับตอนกลางคืน แต่พอพระอาทิตย์ขึ้นมาแล้วเหมือนสมองปฏิเสธที่จะปิดตัว
ผมเพิ่งจะงีบช่วงสาย ๆ สำเร็จสักครั้งหนึ่งทุก 1-2 สัปดาห์
มันทำให้กลับมามีพลังอีกครั้งและพร้อมลุยต่อทันที
นี่เป็นหนึ่งในข้อดีใหญ่ของการทำงานจากบ้าน
งานหรือทักษะจำนวนมากที่ต้องใช้สมาธิทางจิตอย่างหนักบอกว่าคนทำงานต้องมีเวลาพัก หรือมีขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพ
ตัวอย่างคลาสสิกที่ผมนึกออกคือ ล่ามพูดพร้อมของ UN
พวกเขาแปลบทสนทนาแบบเรียลไทม์ได้แค่ประมาณ 45 นาที และหลังจากนั้นอัตราความผิดพลาดจะพุ่งขึ้นแบบทวีคูณเพราะความล้าทางจิต จึงต้องเปลี่ยนล่ามคนใหม่เข้ามาแทน
ผมมักอธิบายว่ามันเหมือนมี คลื่นแห่งการปลดปล่อย ไหลผ่านจิตใจ
มันรู้สึกดีมาก และตื่นขึ้นมาด้วยความชัดเจนเหมือนยกน้ำหนักออกจากใจ
ผมงงนิดหน่อย หรือว่า glymphatic system นี่ไม่ใช่สิ่งที่รู้จักกันมาค่อนข้างนานแล้วหรือ?
บทความก็บอกตรงตัวว่า glymphatic system เป็นสิ่งที่รู้จักกันอยู่แล้ว แต่ยังไม่รู้ กลไกการทำงาน ที่แท้จริง และงานวิจัยนี้ก็คือการเปิดเผยกลไกนั้นนั่นเอง
ส่วนที่ใหม่คือ แสงและเสียง 40Hz และจนถึงตอนนี้ก็ยังทำการทดลองเฉพาะในหนูเท่านั้น