La clé pour prévenir les maladies d’Alzheimer et de Parkinson ?

Les résultats pourraient ouvrir la voie à des stratégies innovantes pour traiter la maladie d’Alzheimer et divers autres troubles neurologiques.

Il y a un paradoxe dans le sommeil. Son calme apparent coïncide avec une activité cérébrale bruyante. La nuit est calme, mais le cerveau ne dort pas. Pendant le sommeil, les cellules cérébrales produisent des impulsions électriques qui se transforment en ondes rythmiques, signe d’une fonction accrue des cellules cérébrales.

Mais pourquoi le cerveau est-il actif lorsque nous sommes au repos ?

Les ondes cérébrales lentes sont associées à un sommeil réparateur et réparateur. Aujourd'hui, des scientifiques de la faculté de médecine de l'université de Washington à Saint-Louis ont découvert que les ondes cérébrales aident à éliminer les déchets du cerveau pendant le sommeil. Les neurones individuels se coordonnent pour produire des ondes rythmiques qui poussent le liquide à travers les tissus cérébraux denses, éliminant ainsi les tissus.

« Ces neurones sont des pompes miniatures. « L'activité neuronale synchronisée favorise la circulation des fluides et l'élimination des débris du cerveau », a expliqué le premier auteur, Li Feng-jiang Shih, Ph.D., associé de recherche postdoctoral au Département de pathologie et d'immunologie. «Si nous pouvions nous appuyer sur ce processus, il serait possible de retarder, voire de prévenir les maladies neurologiques, notamment La maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, dans laquelle les déchets excessifs, tels que les déchets métaboliques et les protéines indésirables, s'accumulent dans le cerveau et conduisent à une neurodégénérescence.

Les résultats ont été récemment publiés dans la revue nature.

Cellules cérébrales et élimination des déchets

Les cellules cérébrales régulent les pensées, les sentiments et les mouvements du corps, formant ainsi des réseaux dynamiques essentiels à la formation de la mémoire et à la résolution de problèmes. Mais pour accomplir de telles tâches exigeantes en énergie, les cellules cérébrales ont besoin de carburant. Leur consommation de nutriments provenant de l’alimentation crée ainsi des déchets métaboliques.

« Il est important que le cerveau se débarrasse des déchets métaboliques qui peuvent s'accumuler et contribuer aux maladies neurodégénératives », a déclaré Jonathan Kipnis, Ph.D., professeur à l'étude Alan A. et Edith L. Kipnis est l'auteur principal de cet article. « Nous savions que le sommeil est le moment où le cerveau commence le processus de nettoyage pour expulser les déchets et les toxines qui s'accumulent pendant l'éveil. Mais nous ne savions pas comment cela se produit. Ces résultats pourraient nous orienter vers des stratégies et des traitements potentiels pour accélérer le sommeil. l'élimination des déchets nocifs et les éliminer avant qu'ils n'entraînent de graves conséquences. » .

Mécanisme de nettoyage du cerveau

Mais nettoyer le cerveau dense n’est pas une tâche facile. Il pénètre dans le liquide céphalo-rachidien entourant le cerveau et se faufile à travers des réseaux cellulaires complexes, collectant des déchets toxiques au cours de son déplacement. À la sortie du cerveau, le liquide contaminé doit traverser une barrière avant de se répandre dans les vaisseaux lymphatiques de la dure-mère – la couche externe de tissu qui enveloppe le cerveau sous le crâne. Mais qu’est-ce qui détermine le mouvement des fluides vers, à travers et hors du cerveau ?

Jiang Xie a expliqué qu'en étudiant le cerveau de souris endormies, les chercheurs ont découvert que les neurones conduisaient les efforts de nettoyage en émettant des signaux électriques de manière coordonnée pour générer des ondes rythmiques dans le cerveau. Ils ont déterminé que ces ondes provoquaient le mouvement des fluides.

L’équipe de recherche a réduit au silence des zones spécifiques du cerveau afin que les neurones de ces zones ne produisent pas d’ondes rythmiques. Sans ces ondes, le liquide céphalo-rachidien frais ne peut pas circuler dans les zones cérébrales silencieuses et les déchets piégés ne peuvent pas quitter les tissus cérébraux.

Améliorer le processus de nettoyage du cerveau

« L'une des raisons pour lesquelles nous dormons est de nettoyer le cerveau », a déclaré Kipnis. « Et si nous pouvons améliorer ce processus de nettoyage, il sera peut-être possible de dormir moins et de rester en meilleure santé. Tout le monde ne bénéficie pas de huit heures de sommeil par nuit, et la perte de sommeil a un impact sur la santé. D'autres études ont montré que les souris sont génétiquement prédisposées.  » En bonne santé. Serait-ce parce qu'ils nettoient plus efficacement les déchets de leur cerveau ? Pouvons-nous aider les personnes souffrant d'insomnie en améliorant les capacités de nettoyage de leur cerveau afin qu'elles puissent dormir moins ?

Les schémas des ondes cérébrales changent au cours des cycles de sommeil. Il convient de noter que des ondes cérébrales plus longues et de plus grande amplitude déplacent les fluides plus fortement. Les chercheurs souhaitent maintenant comprendre pourquoi les neurones se déclenchent à des rythmes variables pendant le sommeil et quelles zones du cerveau sont les plus susceptibles d’accumuler des déchets.

« Nous pensons que le processus de nettoyage du cerveau est comme faire la vaisselle », a expliqué le neurobiologiste Jiang Shih. « Vous commencez par exemple par un mouvement de balayage large, lent et rythmé pour nettoyer les déchets solubles éparpillés dans l'assiette. Ensuite, vous réduisez l'amplitude des mouvements et augmentez la vitesse de ces mouvements pour éliminer les résidus alimentaires particulièrement collants dans l'assiette.  » Malgré l'amplitude et le rythme variables des mouvements de vos mains, l'objectif global reste fixe : éliminer différents types de déchets de la vaisselle. Le cerveau peut ajuster sa méthode de nettoyage en fonction du type et de la quantité de déchets.

Référence : « La dynamique neuronale guide la perfusion du liquide céphalorachidien et la clairance cérébrale » par Li-Feng Jiang Shi, Antoine Dreu, Keshni Bhasin, Daniel Quintero, Igor Smirnov et Jonathan Kipnis, 28 février 2024, nature.
est ce que je: 10.1038/s41586-024-07108-6

L'étude a été financée par Instituts nationaux de la santé.