Účinky nedostatku spánku a adrenergní inhibice na glymfatický tok u lidí

Cíle a pozadí:

Spánek je univerzální biologický proces. Nedostatek nebo nedostatečný spánek je spojován s řadou nemocí včetně obezity, kardiovaskulárních onemocnění, snížené kognice, zhoršeného učení a zvýšeného rizika nehod motorových vozidel. Spánek je také spojen s neuromolekulárními změnami v mozku, včetně sníženého spouštění vzrušení udržujících epinefrinové a noradrenalinové neurony.

U hlodavců byla nedávno popsána nová molekulární funkce spánku známá jako glymfatický systém. Tento systém je specificky aktivován během spánku s nerychlými pohyby očí (NREM) a glymfatický tok se zdá být během spánku silně zesílen ve srovnání s bdělostí. Kromě toho bylo prokázáno, že adrenergní antagonisté zvyšují glymfatickou clearance a průtok u hlodavců. Tato studie se zaměřuje na aplikaci nově vyvinutých protokolů funkční magnetické rezonance (fMRI) k neinvazivnímu zkoumání rozsahu glymfatického systému u lidí.

Abychom mohli kvantifikovat změnu glymfatické clearance mezi spánkem a bděním, je nutné měřit glymfatický proces v obou stavech bdělosti, což vyžaduje, aby si dobrovolníci zdřímli na MRI skeneru. Navíc, aby se objasnily kauzální vztahy, tato studie bude výzvou pro glymfatický systém prostřednictvím adrenergní inhibice. Aby tak učinili, vyšetřovatelé podají adrenergního antagonistu Carvedilol, který může procházet hematoencefalickou bariérou. Lék bude podáván perorálně před zdřímnutím na MRI, dvojitě zaslepeným, placebem kontrolovaným způsobem. Pro posouzení kvality a funkce spánku bude provedeno kognitivní testování před a po spánku na MRI skeneru. Pro rozlišení spánku a bdění budou navíc prováděny elektroencefalografické (EEG) záznamy během zobrazování magnetickou rezonancí (MR). Protože spánek je silně homeostaticky regulovaný proces, bude kvalita spánku, trvání a načasování řízeno monitorováním EEG, bezprostředně před a během studie, aby se zajistilo, že data budou intra- a interindividuálně srovnatelná.

hypotézy:

Vyšetřovatelé předpokládají, že data fMRI shromážděná v bdělém stavu a během spánku budou změněna adrenergní léčbou. Konkrétně výzkumník navrhuje následující hypotézy: 1. Spánek podporuje pulsace mozkomíšního moku (glymfatický tok) v lidském mozku, měřeno pomocí fMRI. 2. Napadení spánkového homeostatu spánkovou deprivací dále podporuje signál glymfatického toku fMRI. 3. Očekává se, že rychlost glymfatického toku bude úměrná současně měřené aktivitě pomalých vln EEG bez rychlého pohybu oka. 4: Adrenergní antagonista karvedilol zvýší glymfatickou clearance a intenzitu spánku. 5. Glymfatický tok stanovený fMRI je spojen se zlepšeným kognitivním výkonem po spánku. 6. Zlepšený glymfatický tok koreluje se zvýšeným kognitivním výkonem, včetně: hodnocení zrakové pozornosti, reakční doby, párové asociativní paměti, pracovní paměti, rozpoznávání emocí a subjektivního hodnocení ospalosti a nálady.