Tidak ada yang menenangkan jiwa seperti tidur yang nyenyak.
Artikel ini merupakan bagian dari serangkaian tulisan tentang penuaan dan umur panjang. Di sini, kita akan melihat bagaimana tidur berpengaruh pada kesehatan otak dan membantu mengurangi penurunan kognitif. Artikel lain telah membahas tentang senescence sel, perawatan tulang dan otot, kesehatan jantung, kerusakan DNA, dan sejumlah topik lainnya.
Kita semua tahu perasaan itu: kelopak mata yang tidak mau terbuka, mulut yang menguap tidak mau tertutup, dan pikiran yang terpecah yang tidak mau terfokus. Kurang tidur bukanlah hal yang menyenangkan. Namun, satu hari yang hilang karena kelelahan mungkin bahkan bukanlah yang terburuk. Sebuah studi baru oleh para peneliti di Sekolah Kedokteran Universitas Washington menyarankan bahwa tidur sangat penting untuk “membersihkan” otak – jika tidur terlalu sedikit, otak mulai menumpuk kotoran. Dimuat dalam Nature, karya mereka menyoroti strategi canggih yang dikembangkan otak kita untuk membersihkan sisa-sisa dan limbah, menjaga fungsi kognitif tetap tinggi. Memahami mekanisme ini dapat memungkinkan pengembangan obat yang meniru manfaat dari tidur malam yang baik.
Benuang Limfatik Badan
Makanan memberikan energi bagi kita, itulah mengapa kita makan. Mineral dan nutrisi yang diekstraksi selama pencernaan disampaikan ke sel-sel kita di mana mereka bertindak sebagai bahan bakar. Tetapi bahan bakar selalu menciptakan sejumlah limbah: produk sampingan dari reaksi kimia yang tidak memiliki tujuan tertentu. Ini tidak berbeda di tingkat sel. Bersamaan dengan limbah metabolik, tubuh juga harus berurusan dengan “serpihan” dari kerusakan sel yang disebabkan oleh penuaan, infeksi, atau cedera.
Apa pun sumbernya, hambatan-hambatan ini perlu dibersihkan agar sel-sel dapat berfungsi lancar. Jika dibiarkan menumpuk, segala macam jalur dan proses penting dapat terganggu. Alzheimer dan penyakit neurodegeneratif lainnya, misalnya, sangat terkait dengan penumpukan sampah seluler di otak, terutama protein yang melipat tidak benar.
Jadi bagaimana semua sampah dan serpihan ini dihilangkan?
Singkatnya, infrastruktur “pembuangan” khusus yang disebut sistem limfatik. Ini terdiri dari berbagai pembuluh dan saluran yang, seperti sistem peredaran darah kita, menyebar ke seluruh tubuh. Pembuluh-pembuluh ini diisi dengan cairan yang disebut limfa, yang mengalir melalui jaringan dan organ, membersihkan dan mengumpulkan serpihan saat bergerak. Limfa kotor akhirnya dibuang ke pembuluh darah, di mana dibawa ke ginjal dan hati untuk penyaringan dan penghilangan terakhir.
Otak, yang merupakan organ yang sangat aktif dan rakus energi, menciptakan sejumlah limbah – meskipun hanya menyumbang 2% dari massa tubuh, otak menggunakan 20% dari seluruh energi. Anda akan mengharapkan otak memiliki infrastruktur limfatik yang luas untuk sesuai. Ternyata tidak.
Untuk waktu yang lama, para peneliti tidak yakin secara tepat bagaimana otak menyingkirkan semua kotoran yang dihasilkannya. Akhirnya, sedikit lebih dari satu dekade yang lalu, sekelompok ilmuwan Denmark menemukan versi otak dari sistem limfatik, yang mereka sebut sistem “glimfatik” (otak terisi dengan sel glial, yang menstabilkan dan mengantarkan nutrisi ke neuron). Para peneliti melihat bahwa cairan serebrospinal, yang menyelimuti dan melindungi otak, mengalir melalui jaringan “daging” otak melalui satu set saluran khusus yang berjalan sepanjang pembuluh darah. Saat melintasi jaringan otak, cairan tersebut menyerap serpihan dan limbah. Dalam arti, ini adalah untuk otak apa cairan limfa untuk sisa tubuh.
Tidur Memulai Sistem Glimfatik
Sistem saraf pusat seperti rangkaian listrik. Setiap neuron, sebuah simpul. Inilah cara mengirim pesan di seluruh tubuh begitu cepat. Pikirkan tentang terakhir kali Anda menyentuh permukaan yang sangat panas; tangan Anda kemungkinan besar bergerak menjauh sebelum Anda bahkan merasakan sakitnya. Itulah seberapa cepat impuls listrik bepergian melalui sistem saraf.
Hal yang sama terjadi di otak, di mana satu neuron akan memicu reaksi rantai yang berakhir dengan jaringan seluruh neuron meledak. Lonjakan impuls listrik yang disinkronkan ini disebut “gelombang otak.” Gelombang otak cepat, frekuensi tinggi dikaitkan dengan kondisi konsentrasi dan pemecahan masalah. Sementara gelombang otak lambat, frekuensi rendah, di sisi lain, dikaitkan dengan tidur yang nyenyak.
Dengan mempelajari tikus yang sedang tidur, tim peneliti di Sekolah Kedokteran Universitas Washington mengungkapkan bahwa gelombang otak yang menyertai tidur membantu mendorong cairan serebrospinal melalui jaringan-jaringan dalam otak, membiarkannya membersihkan serpihan dan limbah. Ketika para peneliti menyedarkan secara artifisial beberapa wilayah otak – artinya neuron di wilayah itu tidak lagi meledak, menghalangi produksi gelombang otak – cairan serebrospinal tidak dapat mengakses wilayah-wilayah itu, dan pembersihan rutin terputus. Limbah seluler dengan cepat mulai menumpuk. Sebaliknya, merangsang gelombang otak melalui teknik yang disebut optogenetika mempercepat proses pembersihan.
“Gelombang otak” yang lebih “tinggi”, dengan kata lain yang memiliki amplitudo yang lebih besar, tampaknya sangat efektif dalam membersihkan cairan serebrospinal ke dalam saluran-saluran otak yang sulit dijangkau. Satu penjelasan yang kemungkinan adalah bahwa amplitudo yang lebih besar memungkinkan gelombang untuk membawa cairan dengan lebih banyak kekuatan.
Para ilmuwan juga menyadari bahwa besar dan kecepatan gelombang otak fluktuatif selama tidur. Penulis utama studi, Jiang-Xie, menyebutkan bahwa perubahan ini mungkin berfungsi seperti pengaturan berbeda pada mesin pencuci piring: “Anda mulai, misalnya, dengan gerakan pengelap yang besar, lamban, dan ritmis untuk membersihkan limbah yang larut yang tershana di piring. Kemudian Anda mengurangi jangkauan gerakan dan meningkatkan kecepatan gerakan ini untuk menghilangkan limbah makanan yang sangat lengket pada piring. Meskipun amplitudo dan ritme gerakan tangan Anda bervariasi, tujuan utamanya tetap konsisten: menghilangkan berbagai jenis limbah dari piring.”
Implikasi & Pesan
Amerika adalah bangsa yang selalu kekurangan tidur. Studi baru ini adalah pengingat yang mengerikan mengapa itu adalah berita buruk: tidur membantu otak kita menjalani pembersihan rutin. Saat kita tidur, gelombang-gelombang berirama membilas cairan serebrospinal ke dalam otak. Begitu sampai di sana, cairan tersebut menyerap serpihan dan limbah sebelum dibuang lagi, membawa semua sampah itu bersamanya. Mengganggu tidur, atau tidak mendapatkannya cukup, berisiko mengacaukan proses pembuangan sampah penting ini.
Temuan ini juga membuka kemungkinan perawatan khusus yang meniru efek tidur dan, dalam melakukan hal itu, mempercepat penghilangan limbah sebelum memiliki kesempatan untuk menumpuk. Pada akhirnya, kita mungkin bahkan memiliki senyawa yang memungkinkan kita menikmati manfaat tidur malam yang baik tanpa harus benar-benar pergi tidur. Namun, hingga saat itu, pastikan Anda mendapatkan cukup tidur.