Gelombang otak saat tidur teramati membersihkan limbah dari otak tikus

 (jamanetwork.com)
1 poin oleh GN⁺ 2024-03-17 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp

Gelombang otak saat tidur berkontribusi pada pembuangan limbah

  • Selama tidur, banyak fungsi sel penting terjadi, termasuk proses pembuangan limbah dan racun dari otak.
  • Penelitian terbaru pada tikus yang dipublikasikan di Nature menyajikan bukti bahwa gelombang otak bertanggung jawab atas proses pembersihan diri ini.
  • Para peneliti mengamati neuron di otak tikus yang sedang tidur, dan ketika neuron menembakkan sinyal listrik, hal itu bekerja seperti pompa yang terkoordinasi untuk membentuk ritme. Ritme ini mengalirkan cairan serebrospinal melalui jaringan otak dan membilas limbah.

Eksperimen penghentian gelombang otak dan hasilnya

  • Ketika para peneliti membungkam bagian tertentu dari otak untuk menghentikan gelombang otak, mereka menemukan bahwa aliran cairan serebrospinal ikut berhenti dan limbah tidak terbuang.
  • Penulis pertama studi ini, Dr. Li-Feng Jiang-Xie, menyebutkan bahwa pengetahuan ini dapat memiliki implikasi penting bagi penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson.

Pendapat GN⁺

  • Studi ini memberikan dukungan ilmiah terhadap pentingnya tidur, terutama karena dapat menawarkan pendekatan baru dalam pencegahan dan pengobatan penyakit yang berkaitan dengan kesehatan otak.
  • Temuan bahwa gelombang otak saat tidur mengatur aliran cairan serebrospinal untuk membuang limbah dapat memberikan petunjuk penting dalam pengembangan cara meningkatkan kualitas tidur.
  • Studi ini dapat mengarah pada pengembangan terapi baru untuk penyakit neurodegeneratif, tetapi penelitian tambahan masih diperlukan untuk mengetahui apakah hasil pada tikus juga berlaku sama pada manusia.
  • Teknologi terkait tidur, seperti pelacak tidur atau aplikasi peningkat tidur, dapat berkembang lebih lanjut berdasarkan temuan ini dan membantu mengoptimalkan pola tidur pengguna serta meningkatkan kesehatan otak.
  • Seiring makin dalamnya pemahaman tentang peran gelombang otak saat tidur, riset dan pengembangan teknologi atau obat yang mengatur atau mendorong gelombang otak dapat menjadi semakin aktif, yang dalam jangka panjang dapat berkontribusi pada peningkatan kualitas hidup manusia.

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-03-17
Komentar Hacker News

  • Jika Anda meragukan jumlah dan kualitas tidur, ada baiknya membaca tentang sistem glimfatik, penemuan yang relatif baru dan kemungkinan belum sempat diajarkan di sekolah
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4636982/
    Singkatnya, ini memberi penjelasan mekanistis mengapa kurang tidur memengaruhi kognisi sehari-hari, kesehatan mental, dan penurunan terkait penuaan. Sistem glimfatik menjelaskan mengapa tidur sangat penting untuk bertahan hidup dan berkembang, dan rasanya Maiken Nedergaard pada akhirnya akan menerima Nobel berkat penemuan ini

    • Saya sedih karena pasangan saya sudah bertahun-tahun tidak bisa tidur dengan baik. Penyebab psikologis akibat trauma masa lalu sangat besar, tetapi pengobatan umumnya ditujukan pada masalah fisik yang “sederhana”, dan beberapa klinik tidur juga mengatakan mereka tidak bisa membantu
      Sulit untuk tertidur, sangat sensitif terhadap suara dan getaran saat mulai tidur maupun ketika sedang tidur, dan bahkan jika berhasil tertidur hampir selalu mengalami mimpi buruk, jadi kualitas tidurnya tetap sangat buruk meski tidak sampai terbangun. Saat kondisinya sudah mendekati batas, mencoba hal baru juga sulit; misalnya saya sempat berpikir terapi paparan untuk sensitivitas suara/cahaya mungkin membantu, tetapi saya juga paham mengapa dia tidak ingin mengambil risiko beberapa minggu tidur yang lebih buruk lagi
    • Saya penasaran apakah, jika penelitian ini berkembang lebih jauh, akan ada cara untuk mendorong pembersihan terus-menerus alih-alih hanya membersihkan saat malam ketika kita tidak sadar. Kalau setidaknya waktu tidur minimum yang dibutuhkan bisa dikurangi, itu hampir seperti mendapatkan umur 30% lebih panjang karena bisa terus terjaga
    • Sepertinya saya terlalu lama membaca HN. Saya ingat pernah melihat komentar yang persis sama sebulan lalu
    • Dikatakan “penemuan yang relatif baru”, tetapi makalahnya terbit tahun 2015, jadi saya merasa seperti ada yang saya lewatkan

  • Ada penjelasan yang lebih rinci di situs Washington University: https://medicine.wustl.edu/news/neurons-help-flush-waste-out...
    Pihak universitas menyatakan bahwa “penelitian ini didukung oleh NIH, BJC Investigators Program milik Washington University, dan Neuroscience Innovation Foundation”, tetapi saya tetap tidak bisa menemukan cara untuk membaca makalahnya secara gratis. Penelitian yang didanai hibah seperti ini setidaknya seharusnya bisa diakses dari situs universitas

    • Penelitian yang didanai NIH secara hukum memang harus tersedia secara gratis dengan akses terbuka
      Dalam kasus ini, sepertinya para penulis tidak membayar biaya akses terbuka Nature yang mahal. Sebagai gantinya mereka harus mengunggah PDF gratis langsung ke PubMed, tetapi ada masa embargo hingga 1 tahun dan tampaknya belum diunggah
    • Ada diskusi tambahan tentang makalah ini di ALZ forum: https://www.alzforum.org/news/research-news/do-sleep-rhythms...
    • Saya cek, ternyata ini makalah yang terbit di Nature
      Jiang-Xie, LF., Drieu, A., Bhasiin, K. et al. Neuronal dynamics direct cerebrospinal fluid perfusion and brain clearance. Nature 627, 157–164 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07108-6
      Sebagian besar universitas mungkin bisa mengaksesnya melalui sistem perpustakaan mereka

  • Saya penasaran apakah ada orang yang bisa menafsirkan makalah ini lebih jauh daripada sekadar “gelombang otak membilas racun”
    Saya ingin tahu apakah aktivitas yang diamati itu benar-benar disebabkan oleh gelombang otak, atau apakah itu hanya memicu semacam mekanisme pembilasan yang inheren pada sel, atau justru gelombang tersebut adalah hasil dari proses itu

    • Saya bukan ahli, tetapi karena saya tidak bisa menemukan teks lengkap gratisnya, saya ambil abstraknya: penumpukan limbah metabolik adalah penyebab utama berbagai penyakit saraf, tetapi cara otak membersihkan dirinya sendiri masih sangat terbatas pemahamannya. Studi ini menunjukkan bahwa jaringan saraf menyinkronkan potensial aksi individual untuk menghasilkan gelombang ion beramplitudo besar, ritmis, dan mempertahankan diri sendiri di cairan interstisial otak
      Gelombang ini merupakan mekanisme yang masuk akal untuk menjelaskan peningkatan aliran glimfatik melalui parenkim otak. Ketika gelombang ion berenergi tinggi ini diratakan secara kemogenetik, penetrasi cairan serebrospinal dan pembuangan molekul sangat terganggu, dan ketika gelombang sintetis dibuat lewat stimulasi optogenetik transkranial, perfusi cairan serebrospinal-cairan interstisial meningkat tajam. Jadi intinya, neuron berperan sebagai pengatur utama pembersihan otak
      https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38418877/
    • Dulu saya pernah mengamati fenomena serupa; aktivasi saraf membentuk gelombang, dan rasanya seperti gelombang cahaya tiga dimensi yang menata ulang dasar fisik pikiran dan tubuh
      Secara spesifik, itu tampak seperti orb bulat cahaya putih yang mengembang dari pusat, beberapa ada sekaligus, dan perluasan geometrisnya terasa menyembuhkan. Seperti adonan yang terus diremas sehingga bentuknya sedikit berubah dan menjadi lebih lembut setiap kali disentuh, saya merasakan gelombang energi itu melewati dasar material otak dan tubuh lalu menghaluskan bagian-bagian yang kasar
    • Akan keren jika gelombang seperti ini bisa dipicu secara berkala untuk menyegarkan otak dan mengurangi kebutuhan tidur. Saya bukan ahli bidang ini, cuma sedang berimajinasi
    • Makalah ini menunjukkan korelasi antara gelombang otak yang diamati dan “pembuangan racun”
      Bahkan di abstraknya tertulis, “Gelombang ini merupakan mekanisme yang masuk akal untuk menjelaskan peningkatan aliran glimfatik yang berkorelasi melalui parenkim otak.” Tujuan utama makalah ini tampaknya adalah membantu membenarkan pendanaan penelitian lanjutan untuk membangun kausalitas, bukan sekadar korelasi

  • Sekitar 6 bulan lalu saya didiagnosis sleep apnea, dan setelah memulai pengobatan hidup saya membaik secara dramatis
    Saya menurunkan berat badan, berhenti kafein, dan memakai alat oral. Sebelumnya saya sama sekali tidak menganggap tidur sebagai hal serius, dan sekarang kalau dipikir-pikir itu benar-benar bodoh. Dengan tidur yang layak, hidup terasa 100 kali lebih baik dan semuanya jadi sedikit lebih mudah

    • Saya penasaran bagaimana Anda menyadari bahwa itu sleep apnea. Apakah Anda mendengkur di malam hari?

  • Untungnya saya punya kebiasaan tidur siang setiap sore. Begitu menyandarkan kepala, saya tertidur dalam beberapa menit, dan ketika bangun 15 menit kemudian, kondisi kognitif terasa segar. Saya sudah seperti ini sejak remaja hingga dewasa
    Tidur siang yang singkat, disengaja, dan teratur berkaitan dengan penurunan risiko demensia. Namun ini berbeda dari tidur siang yang panjang dan sering pada lansia, dan tidur siang panjang pada lansia berkaitan dengan Alzheimer
    https://www.alzdiscovery.org/cognitive-vitality/blog/can-nap...
    Akan menarik jika penelitian pada manusia ke depan bisa mengidentifikasi mekanisme kausal yang masuk akal untuk tidur malam yang teratur maupun tidur siang pendek yang disengaja. Kalau begitu, perusahaan mungkin akan memasang sleep pod atau setidaknya mengurangi stigma terhadap tidur siang pada orang dewasa

    • Bahkan jika waktu tidak sadar hanya 2~3 menit, itu cukup membantu. Tidur siang minimum viable benar-benar bisa bekerja dengan durasi yang sangat minimal

  • Kalau belum tahu, posisi tidur miring ke kanan memaksimalkan efek pembersihan, sedangkan tidur tengkurap meminimalkannya

    • Penasaran sumbernya. Saya selalu membaca bahwa untuk manusia, tidur miring ke kiri lebih baik dari sisi pencernaan
    • [pada tikus]
    • Beberapa aliran yoga sangat menganjurkan tidur miring ke kanan. Saya selalu mengira itu omong kosong, tapi...
    • Tapi tidur telentang berkontribusi pada mendengkur dan sleep apnea
      Manusia memang benar-benar tidak bisa menang
    • Bisa beri tahu sumbernya?

  • Beberapa tahun lalu saya melihat video MRI hitam-putih yang menunjukkan proses ini, tapi sekarang tidak bisa menemukannya lagi. Itu memperlihatkan cairan serebrospinal “mencuci” otak. Kalau ada yang tahu di mana bisa melihatnya, tolong kirim tautannya

  • Sedikit menyimpang, tapi saya menyadari bahwa pada pagi hari setelah tidur yang paling memuaskan dan paling memulihkan, selalu ada banyak kotoran mata. Mungkinkah itu semacam limbah otak?

    • Itu mungkin jauh lebih berkaitan dengan seberapa banyak tidur REM yang Anda dapatkan, yang diketahui paling penting untuk pemulihan

  • Kalau begitu, jika gelombang otak itu bisa diinduksi, apakah tidur tidak lagi diperlukan? Mungkin AirPods masa depan akan punya fitur “rejuvenate” yang menciptakan gelombang otak mirip tidur untuk membersihkan neuron
    Mungkin tidak. Saya melihat otak mirip model bahasa besar, belajar dari input sensorik yang dipersepsikan seiring waktu dan membangun model datanya sendiri yang unik. Hasilnya bisa mirip, tetapi pengkabelan otak tiap orang mungkin berbeda satu sama lain seperti data biner mentah yang tersimpan di ChatGPT, Llama, dan Gemini. Jadi mekanisme pembersihannya juga kemungkinan unik pada tiap orang. Tentu saya tidak benar-benar tahu, ini hanya penalaran logis

    • Sepertinya otak bukan satu-satunya bagian yang memerlukan tidur dan istirahat
      Jika tubuh kita berevolusi seperti ini, kemungkinan ada tujuan sistemik yang jauh lebih besar di balik tidak bergerak selama waktu sepanjang itu
    • Jika gelombang otak seperti itu diinduksi, secara teknis itu tampaknya tetap merupakan keadaan tidur. Jadi rasanya tidak akan secara ajaib menambah lebih banyak waktu terjaga
    • Kita belum tahu cara menginduksi gelombang lambat, tetapi ada banyak penelitian yang sedang berlangsung tentang cara meningkatkannya
      Mekanisme ini tidak unik per individu. Tidak seperti aktivitas saraf lainnya, gelombang lambat adalah penembakan neuron yang tersinkronisasi, dan hampir semua otak merespons gangguan pada titik yang bergeser 30 derajat dari puncak gelombang. Ini jauh lebih dekat ke rekayasa kesehatan daripada banyak hal medis yang saya ketahui
      Selama 4 tahun terakhir saya telah mengerjakan masalah ini di https://affectablesleep.com
    • Menginduksinya mungkin bisa memberi rasa sudah beristirahat, tetapi jika cairan tubuh tidak benar-benar memompa keluar limbah, efeknya bisa berkurang jika dipakai berlebihan dan mungkin bahkan berbahaya
      Seperti “mantra tidur”, mungkin ada cooldown yang memerlukan waktu pemompaan biologis yang nyata

  • Akan menarik jika kita bisa mengetahui apakah limbah yang dibuang itu mirip dengan limbah yang dibersihkan melalui autofagi