Sonno.
Qualcosa in cui spendiamo circa un terzo della nostra vita,
ma qualcuno di noi capisce veramente di cosa si tratti?
Duemila anni fa, Galeno,
uno dei ricercatori medici più prominenti
del mondo antico,
prospettò che mentre siamo svegli,
la forza motrice del nostro cervello, il suo succo,
fluirebbe verso tutte le parti del corpo,
animandole ma prosciugando il cervello,
e pensava che dormendo,
tutta questa umidità che riempiva il resto del corpo
sarebbe risalita,
reidratando il cervello
e rinnovando la mente.
Ora, questo a noi sembra completamente ridicolo,
ma Galeno stava solo tentando di spiegare
qualcosa riguardo il sonno
con cui noi abbiamo a che fare ogni giorno.
Sappiamo tutti per esperienza
che dormire ci schiarisce la mente,
e che non dormire,
ci lascia la mente torbida.
Però anche se sappiamo molto di più ora sul sonno
che ai tempi di Galeno,
ancora non abbiamo capito perché dormire,
tra tutte le nostre attività, ha questa incredibile
funzione ristoratrice per la mente.
Quindi oggi voglio parlarvi
di alcune ricerche recenti
che possono gettare nuova luce su questa questione.
Abbiamo scoperto che il sonno può essere effettivamente
una sorta di elegante stratagemma
ad alcune delle esigenze basilari del cervello,
un modo unico con il quale il cervello
soddisfa le elevate esigenze e gli stretti margini
che lo distingue da tutti gli altri organi del corpo.
Quasi tutta la biologia che osserviamo
può essere pensata come una serie di problemi
e le soluzioni corrispondenti,
e il primo problema che ogni organo deve risolvere
è la scorta continua di nutrienti per alimentare
tutte le cellule del corpo.
Nel cervello, questo è particolarmente critico;
la sua intensa attività elettrica consuma
un quarto di tutta la scorta di energia del corpo,
anche se il cervello rappresenta
solo circa il due per cento della massa corporea totale.
Quindi il sistema circolatorio
risolve il problema della consegna dei nutrienti
inviando i vasi sanguigni per fornire nutrienti
e ossigeno ad ogni angolo del nostro corpo.
Si può effettivamente vedere in questo video.
Qui vediamo vasi sanguigni
nel cervello di un topo vivo.
I vasi sanguigni formano una rete complessa
che occupa l'intero volume del cervello.
Iniziano dalla superficie del cervello
e poi si riversano nel tessuto stesso,
e mentre si diffondono, forniscono nutrienti
e ossigeno ad ogni cellula del cervello.
Ora, così come ogni cellula richiede
nutrienti per alimentarsi,
ogni cellula produce anche rifiuti come sottoprodotto ,
e la rimozione di questo scarto
è il secondo prolema fondamentale
che ogni organo deve risolvere.
Questo diagramma mostra il sistema linfatico del corpo,
che si è evoluto per soddisfare questa esigenza.
Si tratta di una seconda rete parallela di vasi
che si estende in tutto il corpo.
Prende proteine e altri rifiuti
dagli spazi tra le cellule,
li raccoglie, e poi li scarica nel sangue
in modo che possano essere smaltiti.
Ma se guardate da vicino il diagramma
vedrete qualcosa
che non torna.
Dunque, se facessimo zoom nella testa di questo ragazzo,
una delle cose che si vedrebbero
è che non vi sono vasi linfatici nel cervello.
Ma questo non ha tanto senso, vero?
Voglio dire, il cervello è questo organo intensamente attivo
che produce una corrispondente quantità di rifiuti
che devono essere efficacemente smaltiti.
Tuttavia, mancano vasi linfatici, ciò significa che
l'approccio che il resto del corpo prende
per smaltire i suoi rifiuti
non funziona nel cervello.
Allora, come risolve il cervello
il suo problema di smaltimento dei rifiuti?
Questa domanda apparentemente banale
è dove il nostro gruppo è intervenuto in questa storia,
e ciò che abbiamo trovato
quando ci siamo immersi nel cervello,
giù tra i neuroni e i vasi sanguigni,
è stato che la soluzione del cervello
al problema dello smaltimento dei rifiuti,
era davvero inaspettata.
Era geniale,
ma anche bella.
Lasciate che vi parli di ciò che abbiamo scoperto.
Il cervello ha questa grande pozza
di un fluido pulito, chiaro, chiamato liquido cerebrospinale.
Lo chiamiamo CSF.
Il CSF riempie lo spazio che circonda il cervello,
e i rifiuti dentro il cervello
si fanno strada fuori dal CSF,
che viene scaricato, insieme ai rifiuti, nel sangue.
Quindi, in questo modo, suona un po' come
il sistema linfatico, giusto?
Ma la cosa interessante è che il liquido e i rifiuti
dall'interno del cervello,
non percorrono il loro cammino in modo casuale
verso queste pozze di CSF.
Invece, vi è una rete specializzata di tubature
che organizza e facilita questo processo.
Potete vederlo in questi video.
Qui, abbiamo di nuovo un'immagine del cervello
di topi viventi.
L'immagine alla vostra sinistra mostra
cosa succede nella superficie cerebrale,
e l'immagine alla vostra destra mostra
cosa succede sotto la superficie
all'interno del tessuto stesso.
Abbiamo etichettato i vasi sanguigni in rosso,
e il CSF che circonda il cervello
in verde.
La cosa sorprendente per noi
era che il fluido fuori dal cervello,
non rimaneva all'esterno.
Invece, il CSF veniva pompato nuovamente all'interno
e attraverso il cervello
lungo i bordi dei vasi sanguigni,
e così mentre fluiva nel cervello
lungo i bordi di questi vasi,
contribuiva a sgomberare,
per pulire i rifiuti dagli spazi
tra le cellule del cervello.
Se ci pensate,
utilizzare i bordi dei vasi sanguigni in questo modo
è uno stratagemma davvero intelligente.
perché il cervello è racchiuso
in un teschio rigido
ed è pieno di cellule,
pertanto non vi è spazio libero all'interno
per un intero secondo gruppo di vasi come il sistema linfatico.
Eppure i vasi sanguigni,
si estendono dalla superficie del cervello
fino a raggiungere ogni singola cellula del cervello,
il che significa che il liquido
che viaggia lungo i bordi di questi vasi sanguigni
può accedere facilmente all'intero volume del cervello,
quindi è questo modo davvero intelligente
di riutilizzare una serie di vasi, i vasi sanguigni,
per prendere in consegna e sostituire la funzione
di una seconda serie di vasi, i vasi linfatici,
e fare in modo che non ne abbiamo il bisogno.
La cosa sorprendente è che nessun altro organo
ha questo approccio
per smaltire i rifiuti dallo spazio tra le proprie cellule.
È una soluzione unica al cervello.
Ma la nostra scoperta più soprendente
è stata che tutto questo,
tutto quello che vi ho appena raccontato,
con tutti questi liquidi che scorrono attraverso il cervello,
accade solo nel cervello addormentato.
Qui, il video sulla sinistra
mostra quanto CSF si sta muovendo
attraverso il cervello di un topo vivo mentre è sveglio.
Quasi niente.
Tuttavia nello stesso animale,
se solo aspettiamo un po' finché va a dormire,
vediamo che il CSF
scorre attraverso il cervello,
e abbiamo scoperto che allo stesso tempo
quando il cervello si addormenta,
le cellule cerebrali stesse sembrano ridursi,
creando degli spazi tra di loro,
permettendo al liquido di attraversarle
e permettendo di ripulire i rifiuti.
Quindi sembra che Galeno potesse essere
sulla strada giusta quando scrisse
del liquido che scorre nel cervello
quando arriva il sonno.
La nostra ricerca, 2000 anni dopo,
suggerisce che
quando il cervello è sveglio
ed è impegnato al massimo,
non si occupa dello smaltimento dei rifiuti
dagli spazi tra le cellule fino a più tardi,
e allora, quando va a dormire
e non è impegnato,
si sposta in una sorta di modalità di pulizia
per pulire i rifiuti
dagli spazi tra le sue cellule,
i rifiuti che ha accumulato durante la giornata.
Quindi è un po' come voi o io:
accumuliamo le faccende domestiche durante la settimana
quando non c'è tempo per farle,
e poi recuperiamo il ritardo su tutta la pulizia da fare
quando arriva il fine settimana.
Ho parlato molto dello smaltimento dei rifiuti,
ma non ho specificato
i tipi di rifiuti
che il cervello deve smaltire
durante il sonno per rimanere in buona salute.
Lo scarto su cui studi recenti
si sono incentrati è beta-amiloide,
che è una proteina prodotta continuamente dal cervello.
Ora il mio sta facendo beta-amiloide
e anche il vostro.
Ma in pazienti con il morbo di Alzheimer,
il beta-amiloide si accumula e si deposita
negli spazi tra le cellule del cervello,
invece di essere smaltito via come dovrebbe essere,
ed è questo accumulo di beta-amiloide
che si pensa possa essere uno dei passi chiave
nello sviluppo di questo terribile morbo.
Così abbiamo misurato la velocità di smaltimento di beta-amiloide
dal cervello quando è sveglio
rispetto a quando è addormentato,
e abbiamo scoperto che in effetti,
lo smaltimento di beta-amiloide
è molto più rapido nel cervello addormentato.
Quindi se dormire,
è parte della soluzione del cervello
al problema dello smaltimento dei rifiuti,
allora questo può cambiare drasticamente il nostro modo di pensare
il rapporto tra il sonno,
il beta-amiloide e il morbo di Alzheimer.
Una serie di studi clinici recenti
suggerisce che tra i pazienti
che non hanno ancora sviluppato il morbo di Alzheimer,
il peggioramento della qualità e durata del sonno
è associato a una maggiore quantità
di accumulo di beta-amiloidi nel cervello,
e mentre è importante sottolineare
che questi studi non provano
che la mancanza o scarsità di sonno
causino il morbo di Alzheimer,
suggeriscono che le carenze del cervello
nel mantenere la sua casa pulita
smaltendo rifiuti come i beta-amiloide
potrebbe contribuire allo sviluppo
di malattie come l'Alzheimer.
Quindi questa ricerca ci dice
che l'unica cosa che tutti voi
sapevate già sul sonno,
che anche Galeno aveva capito sul sonno,
che rinfresca e schiarisce la mente,
può essere una parte importante
della funzione del cervello.
Voi ed io andiamo a dormire
ogni singola notte,
ma il nostro cervello non riposa mai.
Mentre il nostro corpo è disteso
e la nostra mente vaga da qualche parte tra i sogni,
l'elegante macchinario del cervello
lavora sodo
nella pulizia e manutenzione
di questa macchina incredibilmente complessa.
Come le faccende domestiche:
un lavoro sporco e ingrato,
ma importante anche lui.
A casa, se smettete di pulire la cucina
per un mese,
la vostra casa diventerà completamente invivibile
molto rapidamente.
Ma nel cervello, le conseguenze
di restare indietro possono essere molto maggiori
dell'imbarazzo per il bancone sporco,
perché quando si tratta di pulire il cervello,
è proprio la salute e funzionalità
della mente e del corpo che sono in gioco,
per questo comprendere queste
funzioni basilari di pulizia del cervello oggi
può essere fondamentale per prevenire e curare
malattie della mente domani.
Grazie.
(Applausi)