Армия США заказала создание спального колпака для промывания мозгов

Все знают, что сон важен, но мы все еще многого не понимаем о том, что он на самом деле делает с мозгом и как можно повысить его пользу. Для проведения расследования армия США предоставила исследователям из Университета Райса и других учреждений грант на разработку портативного устройства, которая может контролировать и регулировать поток жидкости через мозг во время сна.

Большинству из нас знаком мозговой туман, связанный с недосыпанием, но точные процессы, происходящие в нем, остаются загадкой. В 2012 году ученые совершили огромный прорыв в этой области, открыв глимфатическую систему, которая выводит токсичные продукты жизнедеятельности из мозга во время глубокого сна, промывая его спинномозговой жидкостью. Нарушения сна и, следовательно, глимфатической системы все чаще ассоциируются с неврологическими расстройствами, такими как болезнь Альцгеймера.

Изучение глимфатической системы может дать новое понимание нарушений сна и способов их лечения, но в настоящее время для этого требуются большие громоздкие аппараты МРТ. Поэтому армия США финансирует исследователей из Университета Райса, Хьюстонского методистского колледжа и Медицинского колледжа Бейлора для разработки носимого колпака.

“Поскольку МРТ нелегко транспортировать, министерство обороны поинтересовалось, можем ли мы разработать небольшое переносное устройство, которое может измерять и регулировать состояние мозга солдат во время сна, чтобы повысить их производительность“, - говорит Пол Черукури, исполнительный директор Институт биологических наук и биоинженерии Райса (IBB). “Разработка этого прототипа потребует от нас начать с готовых устройств и учиться у них параллельно с созданием нашей собственной сенсорной технологии и алгоритмов в Rice“.

Система будет состоять из носимого оборудования, которое получает сигналы от мозга с помощью ряда методов, которые будут обрабатываться с использованием недавно разработанных алгоритмов. Затем устройства нейромодуляции могут стимулировать поток жидкости в головном мозге.

Сигналы собирались с помощью набора датчиков на колпаке. Электроэнцефалография (ЭЭГ) измеряет электрическую активность головного мозга, а реоэнцефалография (РЭГ) измеряет кровоток. Другие датчики измеряют поток жидкости с помощью ультразвуковых импульсов - орбитальная сонография (OSG) посылает эти импульсы через глазницу, а ультразвук транскраниального допплера (TCD) посылает их через череп. Затем поток жидкости можно контролировать с помощью транскраниальной электростимуляции (TES) и сфокусированных ультразвуковых импульсов низкой интенсивности (LIFUP).

Команда говорит, что разработка портативной технологии для измерения и контроля потока жидкости в мозге поможет не только солдатам, но и пациентам, улучшив наше понимание того, что происходит во время сна, и потенциально приведет к новым методам лечения сна и неврологических расстройств.

“В то время как люди проводят почти треть своей жизни во сне, объединяющая теория о роли сна и его влиянии на выживание и функции человека еще не определена“, - говорит Фидаа Шаиб, профессор Бэйлора, которая будет наблюдать за тестами по оценке сна. “Технологии, которые облегчают удаление отходов и предотвращают их отложение в головном мозге, актуальны для пациентов с нарушениями сна, особенно для тех, кто подвержен риску таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера“.

Грант составляет 2,8 миллиона долларов США на первый год проекта, который может стать многолетним. Команда надеется представить первые предварительные результаты через год.

Напомним, ранее сообщалось, что высчитана оптимальная продолжительность сна.