Die Anhäufung von Stoffwechselschlacken in den Zellen ist eine der Hauptursachen für viele neurologische Erkrankungen, aber wir wissen immer noch wenig darüber, wie sich das Gehirn selbst reinigt. Schlaf ist eine Zeit, in der das Gehirn einen Reinigungsprozess einleitet, um Abfallprodukte und Giftstoffe auszuspülen, die sich während des Wachzustands angesammelt haben. Jiang-Xie et al. (2024) konnten nun zeigen, dass neuronale Netzwerke einzelne Aktionspotentiale synchronisieren, um rhythmische und sich wiederholende Ionenwellen mit großer Amplitude in der interstitiellen Flüssigkeit des Gehirns zu erzeugen, d.h. einzelne Nervenzellen koordinieren sich, um rhythmische Wellen zu erzeugen, die dann Flüssigkeit durch das dichte Hirngewebe treiben und dabei das Gewebe spülen. Diese Wellen sind ein plausibler Mechanismus zur Erklärung der korrelierten Potenzierung des glymphatischen Flusses durch das Hirnparenchym. Die chemogenetische Abflachung dieser hochenergetischen Ionenwellen behinderte weitgehend die Infiltration von Liquor in das Hirnparenchym und den Abtransport von Molekülen aus dem Parenchym. Insbesondere die synthetischen Wellen, die durch transkranielle optogenetische Stimulation erzeugt wurden, verstärkten die Liquorperfusion in die interstitielle Flüssigkeit erheblich. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Neuronen die Hauptorganisatoren dieser Hirnräumung sind.
Literatur
Jiang-Xie, Li-Feng, Drieu, Antoine, Bhasiin, Kesshni, Quintero, Daniel, Smirnov, Igor & Kipnis, Jonathan (2024). Neuronal dynamics direct cerebrospinal fluid perfusion and brain clearance. Nature, doi:10.1038/s41586-024-07108-6.