Il Cervello utilizza un quarto di tutta la scorta di energia del corpo, ma rappresenta solo circa il due per cento della sua massa, allora, come riceve, e soprattutto, come si libera di sostanze nutrienti vitali ?

Una nuova ricerca del neuroscienziato Jeff Iliff suggerisce che ha a che fare con il sonno.

In questa interessane video-presentazione tenuta a un recente TED, Jeff Iliff ci spiega che quando 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, non aveva tutti i torti...

TED Talks - Avi Reichental: Un motivo in più per avere un sonno notturno ristoratore
( con sottotitoli in Italiano )

Trascrizione integrale del testo

Sonno. Qualcosa in cui spendiamo circa un terzo della nostra vita, ma qualcuno di noi capisce veramente di cosa si tratti?
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(Applausi)

Trovi tutti i link ai post "TED Talks" già pubblicati qui sotto :

1° Elizabeth Gilbert sul genio

2° Il Cervello in tempo reale: C.deCharms

3° Al Gore sulle recenti modificazioni climatiche

4° Matthieu Ricard e l'abitudine alla felicità

5° Hans Rosling: I dati cambiano la Mentalità

6° Rebecca Saxe: Come si forma il giudizio morale

7° Jill Bolte Taylor: Racconto di un Ictus in diretta

8° Pranav Mistry: Nuove Tecnologie Sesto-Senso

9° Ramachandran: I Neuroni plasmano la Civiltà

10° Hans Rosling: Ascesa Asiatica come e quando

11° Rob Hopkins: Verso un Mondo senza Petrolio

12° Jamie Oliver: Educazione al Cibo per i Bambini

13° Bertrand Piccard: Avventura a Energia Solare

14° Dan Barber: Mi sono innamorato di un pesce

15° Aimee Mullins: L'opportunità delle avversità

16° Dan Buettner: Come vivere fino a 100 anni

17° Eric Topol: Il futuro senza fili della Medicina

18° James Randi demolisce le Frodi Paranormali

19° Richard Sears: Pianificare la fine del petrolio

20° Si può "affamare" il cancro con la dieta ?

21° Helen Fisher: Perché amiamo e tradiamo

22° Tan Le: Cuffia per leggere le onde cerebrali

23° J.Assange: Il mondo ha bisogno di Wikileaks

24° Hans Rosling: Cresce la popolazione globale

25° Derek Sivers: Tenetevi per voi i vostri obiettivi

26° C. Anderson: I Video stimolano l'Innovazione

27° Stefano Mancuso: L'intelligenza delle piante

28° Steven Johnson: Da dove provengono le Idee

29° Brian Skerry: Splendore e Orrore degli Oceani

30° Kristina Gjerde: Leggi Acque Internazionali

31° Marcel Dicke: Mangiare insetti: perché no ?

32° Amber Case: Siamo diventati tutti dei Cyborg

33° Hanna Rosin: I dati sull'ascesa delle Donne

34° N. Hertz: Quando non dare ascolto agli esperti

35° Patricia Kuhl: il Genio linguistico dei Bambini

36° Hans Rosling: Lavatrice magica e rivoluzione

37° Cynthia Breazeal: Arrivano i Personal Robot

38° M.Jakubowski progetta Macchine open source

39° H.Fineberg: Siamo pronti per la Neo-evoluzione?

40° Eli Pariser: Attenti alle " Gabbie di Filtri " in rete

41° Stephen Wolfram: Calcolare la teoria del tutto

42° Hong: Automobili per conducenti non vedenti

43° Alice Dreger: Il destino è scritto nell'anatomia

44° D.Kraft: Il futuro della Medicina é nelle App

45° C.Seaman: Fantastiche Foto dei Ghiacci Polari

46° Dave deBronkart: Vi presento l'e-Patient Dave

47° Fischer: Un Robot che vola come un Uccello

48° Julian Treasure: 5 modi per ascoltare meglio

49° M.Pagel: Le Lingue hanno cambiato l'Umanità

50° Huang: La democrazia soffoca la crescita economica ?

51° Bruce Schneier: Il miraggio della Sicurezza

52° Resnick: Benvenuti alla rivoluzione genomica

53° Pamela Meyer: Come smascherare i bugiardi

54° Anna Mracek: Un aereoplano che puoi guidare

55° Christoph McDougall: Siamo nati per correre ?

56° Yves Rossy: In volo con Jetman

57° Daniel Wolpert: La vera ragione del Cervello

58° Plait: Come proteggere la Terra dagli asteroidi

59° Y.Medan: Chirurgia a Ultrasuoni senza Bisturi

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73° Hans Rosling: Religioni e Bambini

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76° P. Diamandis: L'abbondanza è il nostro futuro

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100° Rodney Brooks: Perché ci affideremo ai Robot

101° D.Wolpert: La vera ragion d'essere del cervello

102° Kelly McGonigal: Come farsi amico lo Stress

103° Russell Foster: Perché Dormiamo ?

104° McCallum: Aiuti Tecnologici per Non Vedenti

105° R.D'Andrea: Potenza Atletica dei Quadricotteri

106° G.Giudice: L'Universo é sul filo di un rasoio ?

107° Hypponen: La NSA ha tradito la Fiducia di tutti

108° Rose George: I segreti del Trasporto Marittimo

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110° S.Herculano: Cos'ha di speciale il cervello umano ?

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