One more reason to get a good night’s sleep | Jeff Iliff

Джефф Айлифф: Ещё один повод хорошенько выспаться

Переводчик: Anna Kotova Редактор: Galina Kuznetsova

Sleep.

Сон.

It's something we spend about a third of our lives doing,

Во сне мы проводим примерно треть жизни.

but do any of us really understand what it's all about?

Но понимаем ли мы, что происходит во время сна?

Two thousand years ago, Galen,

Две тысячи лет назад Гален,

one of the most prominent medical researchers

один из самых выдающихся врачевателей

of the ancient world,

древнего мира,

proposed that while we're awake,

предположил, что во время бодрствования

our brain's motive force, its juice,

движущая сила нашего мозга, его энергия,

would flow out to all the other parts of the body,

растекается по другим частям тела

animating them but leaving the brain all dried up,

и оживляет их, иссушая тем самым мозг.

and he thought that when we sleep,

Он полагал, что во время сна

all this moisture that filled the rest of the body

эта наполнявшая тело влага

would come rushing back,

устремляется обратно,

rehydrating the brain

снова увлажняя мозг

and refreshing the mind.

и освежая ум.

Now, that sounds completely ridiculous to us now,

Сейчас это звучит нелепо,

but Galen was simply trying to explain

но Гален просто пытался объяснить

something about sleep

ту сторону сна,

that we all deal with every day.

с которой мы сталкиваемся ежедневно.

See, we all know based on our own experience

По своему опыту мы все знаем,

that when you sleep, it clears your mind,

что после сна в голове проясняется,

and when you don't sleep,

а при его недостатке

it leaves your mind murky.

мысли становятся мутными.

But while we know a great deal more about sleep now

И хотя сейчас мы уже знаем о сне гораздо больше,

than when Galen was around,

чем во времена Галена,

we still haven't understood why it is that sleep,

мы всё ещё не понимаем, почему сон —

of all of our activities, has this incredible

это единственный процесс, обладающий невероятной способностью

restorative function for the mind.

восстанавливать работу мозга.

So today I want to tell you about

Сегодня я хочу рассказать

some recent research

о недавних исследованиях,

that may shed new light on this question.

которые могут пролить свет на этот вопрос.

We've found that sleep may actually be

Мы обнаружили, что, возможно, сон —

a kind of elegant design solution

изящное решение проблемы

to some of the brain's most basic needs,

удовлетворения самых насущных потребностей мозга,

a unique way that the brain

его уникальная характеристика,

meets the high demands and the narrow margins

позволяющая мозгу отвечать тем высоким требованиям,

that set it apart from all the other organs of the body.

которые ставят его особняком от других органов нашего тела.

So almost all the biology that we observe

Почти все наблюдаемые биологические процессы

can be thought of as a series of problems

можно объяснить как цепочку задач

and their corresponding solutions,

и их решений,

and the first problem that every organ must solve

и первая проблема, которую должен решить каждый орган, —

is a continuous supply of nutrients to fuel

бесперебойная поставка питательных веществ

all those cells of the body.

для поддержания работы клеток тела.

In the brain, that is especially critical;

Для мозга это особенно критично:

its intense electrical activity uses up

его напряжённая электрическая активность

a quarter of the body's entire energy supply,

расходует четверть всей энергии, которую получает организм,

even though the brain accounts

хотя мозг составляет лишь 2%

for only about two percent of the body's mass.

от всей массы тела.

So the circulatory system

Система кровообращения

solves the nutrient delivery problem

решает проблему доставки питательных веществ,

by sending blood vessels to supply nutrients

направляя питание и кислород по кровеносным сосудам

and oxygen to every corner of our body.

в каждую клеточку нашего тела.

You can actually see it in this video here.

Вы можете увидеть это на видео.

Here, we're imaging blood vessels

Это кровеносные сосуды

in the brain of a living mouse.

в мозге живой мыши.

The blood vessels form a complex network

Сосуды составляют сложную сеть,

that fills the entire brain volume.

заполняющую всё пространство мозга.

They start at the surface of the brain,

Они начинаются на его поверхности,

and then they dive down into the tissue itself,

затем погружаются глубже в ткани,

and as they spread out, they supply nutrients

и, разветвляясь, доставляют питательные вещества

and oxygen to each and every cell in the brain.

и кислород в каждую клетку мозга.

Now, just as every cell requires

Клетки не только потребляют

nutrients to fuel it,

питательные вещества,

every cell also produces waste as a byproduct,

но и выделяют отходы их переработки.

and the clearance of that waste

Избавление от этих отходов —

is the second basic problem

вторая насущная проблема,

that each organ has to solve.

которую должен решить каждый орган.

This diagram shows the body's lymphatic system,

Здесь изображена лимфатическая система нашего тела,

which has evolved to meet this need.

которая возникла в ответ на эту проблему.

It's a second parallel network of vessels

Это вторая параллельная сеть сосудов,

that extends throughout the body.

проходящая через всё тело.

It takes up proteins and other waste

Она подхватывает белки и другие отходы

from the spaces between the cells,

из межклеточного пространства,

it collects them, and then dumps them into the blood

собирает их вместе и затем сбрасывает в кровоток,

so they can be disposed of.

чтобы от них избавиться.

But if you look really closely at this diagram,

Но если хорошенько присмотреться,

you'll see something

можно увидеть нечто

that doesn't make a lot of sense.

не совсем понятное.

So if we were to zoom into this guy's head,

Если мы увеличим изображение головы,

one of the things that you would see there

вы сможете заметить,

is that there are no lymphatic vessels in the brain.

что в мозге нет лимфатических сосудов.

But that doesn't make a lot of sense, does it?

Но это же как-то неправильно, не так ли?

I mean, the brain is this intensely active organ

Мозг работает очень активно,

that produces a correspondingly large amount of waste

соответственно, он производит массу отходов,

that must be efficiently cleared.

от которых нужно эффективно избавиться.

And yet, it lacks lymphatic vessels, which means that

И при этом там нет лимфатических сосудов,

the approach that the rest of the body takes

а значит, способ, используемый организмом

to clearing away its waste

для избавления от отходов,

won't work in the brain.

в мозге не работает.

So how, then, does the brain solve

Как же мозг решает проблему

its waste clearance problem?

устранения ненужных веществ?

Well, that seemingly mundane question

В погоне за ответом на, казалось бы, обычный вопрос

is where our group first jumped into this story,

наша команда впервые появляется в этом рассказе.

and what we found

Что же мы обнаружили,

as we dove down into the brain,

погрузившись в глубины мозга,

down among the neurons and the blood vessels,

в гущу нейронов и кровеносных сосудов?

was that the brain's solution

То, что ответ мозга

to the problem of waste clearance,

на проблему избавления от отходов

it was really unexpected.

оказался весьма неожиданным.

It was ingenious,

Он оказался хитроумным

but it was also beautiful.

и одновременно прекрасным.

Let me tell you about what we found.

Позвольте мне об этом рассказать.

So the brain has this large pool

Мозг содержит большое количество

of clean, clear fluid called cerebrospinal fluid.

прозрачной жидкости, называемой цереброспинальной жидкостью.

We call it the CSF.

Мы называем её ЦСЖ.

The CSF fills the space that surrounds the brain,

ЦСЖ заполняет пространство вокруг мозга,

and wastes from inside the brain

и отходы из мозга

make their way out to the CSF,

попадают в прямо в ЦСЖ,

which gets dumped, along with the waste, into the blood.

а она вместе с отходами сбрасывается в кровь.

So in that way, it sounds a lot like

Этот процесс

the lymphatic system, doesn't it?

похож по описанию на лимфатическую систему, не так ли?

But what's interesting is that the fluid and the waste

Но что интересно,

from inside the brain,

отходы из мозга

they don't just percolate their way randomly

не просто случайным образом

out to these pools of CSF.

просачиваются в ЦСЖ.

Instead, there is a specialized network of plumbing

Напротив, есть специализированная сеть сосудов,

that organizes and facilitates this process.

организующая и облегчающая этот процесс.

You can see that in these videos.

Это можно увидеть на видео.

Here, we're again imaging into the brain

Это снова изображение мозга

of living mice.

живой мыши.

The frame on your left shows

В кадре слева показано,

what's happening at the brain's surface,

что происходит на поверхности мозга,

and the frame on your right shows

а в кадре справа мы видим

what's happening down below the surface of the brain

происходящее внутри мозга,

within the tissue itself.

в самих тканях.

We've labeled the blood vessels in red,

Мы обозначили кровеносные сосуды красным,

and the CSF that's surrounding the brain

а ЦСЖ, окружающая мозг,

will be in green.

будет зелёной.

Now, what was surprising to us

Нас удивило то,

was that the fluid on the outside of the brain,

что жидкость снаружи мозга

it didn't stay on the outside.

не осталась на поверхности.

Instead, the CSF was pumped back into

Наоборот, ЦСЖ была закачана

and through the brain

внутрь мозга,

along the outsides of the blood vessels,

вдоль кровеносных сосудов.

and as it flushed down into the brain

И когда она проникла вглубь мозга,

along the outsides of these vessels,

вдоль его сосудов,

it was actually helping to clear away,

она устранила,

to clean the waste from the spaces

вымыла отходы из пространства

between the brain's cells.

между клеток мозга.

If you think about it,

Если задуматься,

using the outsides of these blood vessels like this

использование поверхностей сосудов подобным образом —

is a really clever design solution,

очень толковое решение,

because the brain is enclosed

потому что мозг заключён

in a rigid skull

в жёсткую черепную коробку

and it's packed full of cells,

и до отказа набит клетками,

so there is no extra space inside it

поэтому внутри него нет места

for a whole second set of vessels like the lymphatic system.

для второго набора сосудов наподобие лимфатической системы.

Yet the blood vessels,

Сосуды же

they extend from the surface of the brain

тянутся с поверхности мозга

down to reach every single cell in the brain,

к каждой его клеточке.

which means that fluid

Это значит, что жидкость,

that's traveling along the outsides of these vessels

путешествующая вдоль этих сосудов,

can gain easy access to the entire brain's volume,

имеет лёгкий доступ ко всему мозгу.

so it's actually this really clever way

Это весьма умный способ

to repurpose one set of vessels, the blood vessels,

приспособить один набор сосудов, кровеносный,

to take over and replace the function

для замещения функции

of a second set of vessels, the lymphatic vessels,

второго набора сосудов, лимфатического,

to make it so you don't need them.

так, чтобы он вам не потребовался.

And what's amazing is that no other organ

Что удивительно — ни один другой орган

takes quite this approach

не использует такой подход

to clearing away the waste from between its cells.

к избавлению от отходов из межклеточного пространства.

This is a solution that is entirely unique to the brain.

Это уникальное решение мозга.

But our most surprising finding

Но нашим самым удивительным открытием

was that all of this,

был тот факт,

everything I just told you about,

что всё, что я сейчас описывал,

with all this fluid rushing through the brain,

весь этот процесс прохождения жидкости через мозг,

it's only happening in the sleeping brain.

случается только когда мы спим.

Here, the video on the left

На видео слева показано,

shows how much of the CSF is moving

сколько ЦСЖ проходит

through the brain of a living mouse while it's awake.

через мозг живой мыши во время бодрствования.

It's almost nothing.

Почти ничего.

Yet in the same animal,

Однако у того же животного

if we wait just a little while until it's gone to sleep,

немного позже, когда оно засыпает,

what we see is that the CSF

мы наблюдаем,

is rushing through the brain,

как ЦСЖ устремляется в мозг.

and we discovered that at the same time

Мы обнаружили, что в то время,

when the brain goes to sleep,

когда мозг переходит в состояние сна,

the brain cells themselves seem to shrink,

клетки мозга как бы сокращаются,

opening up spaces in between them,

освобождая межклеточное пространство,

allowing fluid to rush through

пропуская туда жидкость

and allowing waste to be cleared out.

и позволяя очистить его от отходов.

So it seems that Galen may actually have been

Как видим, Гален не так уж и ошибался,

sort of on the right track when he wrote about

когда писал о том,

fluid rushing through the brain

как жидкость стремительно несётся через мозг

when sleep came on.

при наступлении сна.

Our own research, now it's 2,000 years later,

Спустя 2000 лет наше исследование

suggests that what's happening is that

даёт основание полагать,

when the brain is awake

что когда мозг не спит

and is at its most busy,

и находится на пике активности,

it puts off clearing away the waste

он откладывает процесс очищения

from the spaces between its cells until later,

от межклеточных отходов на потом.

and then, when it goes to sleep

Затем, когда он засыпает,

and doesn't have to be as busy,

его активность снижается,

it shifts into a kind of cleaning mode

и он переходит в режим очищения

to clear away the waste

для того, чтобы избавиться

from the spaces between its cells,

от «мусора» между клетками,

the waste that's accumulated throughout the day.

накопившегося за день.

So it's actually a little bit like how you or I,

Это немного похоже на то,

we put off our household chores during the work week

как мы всю неделю откладываем домашние дела

when we don't have time to get to it,

из-за занятости,

and then we play catch up on all the cleaning that we have to do

а затем пытаемся переделать всё, что не успели,

when the weekend rolls around.

когда наступают выходные.

Now, I've just talked a lot about waste clearance,

До сих пор я говорил об избавлении от отходов,

but I haven't been very specific

но не уточнял,

about the kinds of waste

от каких именно отходов

that the brain needs to be clearing

мозг должен избавляться во время сна,

during sleep in order to stay healthy.

чтобы оставаться здоровым.

The waste product that these recent studies

Продукт обмена, ставший центром внимания

focused most on is amyloid-beta,

недавних исследований — бета-амилоид,

which is a protein that's made in the brain all the time.

белок, производимый мозгом постоянно.

My brain's making amyloid-beta right now,

Прямо сейчас мой мозг вырабатывает его

and so is yours.

также, как и ваш.

But in patients with Alzheimer's disease,

Однако у пациентов с болезнью Альцгеймера

amyloid-beta builds up and aggregates

бета-амилоид собирается и накапливается

in the spaces between the brain's cells,

в межклеточном пространстве мозга,

instead of being cleared away like it's supposed to be,

вместо того чтобы вымываться из него как положено.

and it's this buildup of amyloid-beta

Именно накопление бета-амилоида

that's thought to be one of the key steps

считается одним из ключевых факторов

in the development of that terrible disease.

в развитии этого ужасного заболевания.

So we measured how fast amyloid-beta is cleared

Мы изучили, насколько быстро бета-амилоид вымывается из мозга

from the brain when it's awake

во время бодрствования

versus when it's asleep,

по сравнению со временем сна,

and we found that indeed,

и обнаружили,

the clearance of amyloid-beta

что устранение бета-амилоида

is much more rapid from the sleeping brain.

происходит намного быстрее во сне.

So if sleep, then,

Таким образом, если сон —

is part of the brain's solution

часть ответа мозга

to the problem of waste clearance,

на проблему избавления от отходов,

then this may dramatically change how we think

это должно радикально изменить наше представление

about the relationship between sleep,

о связи между сном,

amyloid-beta, and Alzheimer's disease.

бета-амилоидом и болезнью Альцгеймера.

A series of recent clinical studies

Ряд недавних клинических исследований

suggest that among patients

показал, что у пациентов,

who haven't yet developed Alzheimer's disease,

ещё не страдающих болезнью Альцгеймера,

worsening sleep quality and sleep duration

ухудшение качества и продолжительности сна

are associated with a greater amount

ассоциируется с бóльшим количеством

of amyloid-beta building up in the brain,

бета-амилоида, скопившегося в мозге.

and while it's important to point out

И хотя важно отметить,

that these studies don't prove

что эти исследования не доказывают,

that lack of sleep or poor sleep

что нехватка или плохое качество сна

cause Alzheimer's disease,

вызывают болезнь Альцгеймера,

they do suggest that the failure of the brain

они дают основания полагать, что если мозг не может

to keep its house clean

наводить у себя порядок,

by clearing away waste like amyloid-beta

убирая отходы вроде бета-амилоида,

may contribute to the development

это может привести к развитию

of conditions like Alzheimer's.

заболеваний, подобных болезни Альцгеймера.

So what this new research tells us, then,

Эти исследования подтверждают то,

is that the one thing that all of you

что все из вас

already knew about sleep,

уже знают о сне,

that even Galen understood about sleep,

то, что понимал даже Гален:

that it refreshes and clears the mind,

сон освежает и очищает разум,

may actually be a big part

и это может быть

of what sleep is all about.

одной из основных его функций.

See, you and I, we go to sleep

Мы все ложимся спать

every single night,

каждый вечер,

but our brains, they never rest.

но наш мозг никогда не спит.

While our body is still

Пока тело отдыхает,

and our mind is off walking in dreams somewhere,

а разум отключается и видит сны,

the elegant machinery of the brain

изощрённый механизм мозга

is quietly hard at work

тихо напряжённо работает,

cleaning and maintaining

очищая и приводя в порядок

this unimaginably complex machine.

своё невероятно сложное оборудование.

Like our housework,

Как и работа по хозяйству,

it's a dirty and a thankless job,

это дело грязное и неблагодарное,

but it's also important.

но также очень важное.

In your house, if you stop cleaning your kitchen

Если вы не будете убираться на кухне

for a month,

целый месяц,

your home will become completely unlivable

очень скоро жизнь в вашем доме

very quickly.

станет невозможной.

But in the brain, the consequences

Но для мозга последствия

of falling behind may be much greater

такого застоя могут быть гораздо серьёзнее,

than the embarrassment of dirty countertops,

чем конфуз с немытыми столешницами,

because when it comes to cleaning the brain,

потому что, когда дело касается очищения мозга,

it is the very health and function

на кону стоят

of the mind and the body that's at stake,

его здоровье и правильная работа.

which is why understanding these

Вот почему понимание

very basic housekeeping functions of the brain today

простых «хозяйственных» функций мозга сегодня

may be critical for preventing and treating

может стать решающим в профилактике и лечении

diseases of the mind tomorrow.

его болезней завтра.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)