Apa yang terjadi pada otak Anda ketika Anda tidur? Sebuah video baru memberikan jawabannya: Campuran darah dan cairan serebrospinal mengalir melalui piala kecil Anda dalam tarian berdenyut berirama.
Gerakan ini muncul hampir surut dalam video yang dirilis 31 Oktober bersama dengan sebuah artikel di jurnal Science. Meskipun para peneliti tahu bahwa aktivitas otak mengambil pola ritmis selama tidur, video dan studi ini menandai pertama kalinya siapa pun mengamati aliran ritme cairan serebrospinal yang serupa.
"Kami telah mengetahui untuk sementara waktu bahwa ada gelombang aktivitas listrik di neuron ini," kata rekan penulis studi Laura Lewis, seorang profesor teknik biomedis di Universitas Boston, dalam sebuah pernyataan. "Tapi sebelum sekarang, kita tidak menyadari bahwa sebenarnya ada gelombang di CSF juga."
Cairan serebrospinal adalah cairan bening yang mengelilingi dan bantal otak dan sumsum tulang belakang. Beredar di meninges, atau casing, yang mengelilingi otak. Penelitian menunjukkan bahwa salah satu pekerjaan cairan serebrospinal adalah membersihkan otak dari protein beracun selama tidur. Video baru mungkin menunjukkan CSF melakukan hal itu.
Lewis dan koleganya menangkap gambar otak tidur dengan meminta 13 peserta penelitian, semuanya berusia 20-an dan 30-an, tertidur dalam mesin magnetic resonance imaging (MRI). Para peserta, yang dibayar untuk pengaturan yang tidak nyaman ini, juga harus mengenakan jaring elektroda pada kulit kepala mereka untuk mengukur aktivitas listrik otak mereka.
Hasilnya menunjukkan aliran berdenyut dan dapat diprediksi. Pertama, aktivitas tenang saraf. Kemudian, darah mengalir keluar dari otak. Selanjutnya, cairan serebrospinal mengalir masuk. Busa, bilas, ulangi. Polanya sangat konsisten sehingga memungkinkan untuk hanya melihat cairan serebrospinal di daerah otak tertentu dan mengetahui apakah seseorang bangun atau tidur, kata Lewis.
Temuan ini mungkin merupakan wawasan baru tentang masalah penuaan yang berhubungan dengan otak. Protein toksik terlibat dalam penyakit Alzheimer dan demensia lainnya. Demensia ini sering dikaitkan dengan gangguan tidur, dan pola tidur atipikal mungkin terkait dengan risiko lebih besar terkena demensia. Keduanya tidur gelombang lambat - fase tidur nyenyak selama mimpi terjadi - dan cairan serebrospinal telah dikaitkan dengan pembersihan otak. Penelitian baru menunjukkan bahwa aktivitas otak dan aliran cairan saling terkait.
Belum jelas bagaimana atau mengapa aktivitas saraf, aliran darah, dan cairan serebrospinal tetap sinkron. Lewis dan rekan-rekannya berspekulasi bahwa ketika aktivitas otak turun, neuron membutuhkan oksigenasi lebih sedikit, sehingga aliran darah menurun. Cairan serebrospinal kemudian dapat mengalir masuk untuk mempertahankan tekanan di otak dan mencegah kerusakan otak. Tapi itu hanya spekulasi, kata Lewis. Diperlukan lebih banyak penelitian tentang irama nokturnal otak untuk memahami aliran pembersihan.
