در مطالعه‌ای روی سیستم تخلیه مواد زائد مغز، محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، با همکاری مؤسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی (NINDS)، یک ارتباط مستقیم بین مغز و پوشش محافظ سخت آن، یعنی دورا ماتر پیدا کردند.

این پیوندها ممکن است به مایعات زائد اجازه خروج از مغز را بدهد. همچنین مغز را در معرض سلول‌های ایمنی و سایر سیگنال‌های دریافتی از دورا ماتر قرار دهند. این امر تصورات از مغز مرسوم را به چالش می‌کشد که معتقد است این عضو با یک سری موانع محافظ، از محیط اطراف خود جدا می‌شود و آن را از مواد شیمیایی خطرناک و سموم موجود در محیط در امان نگه می‌دارد.

تشبیه سیستم دفع مواد زائد مغزی به سیسم فاضلابی

«دنیل ریچ»، دانشمند دکترای NINDS، اظهار داشت: «مایع زائد از مغز به داخل بدن حرکت می‌کند، دقیقاً مانند نحوه خروج فاضلاب از خانه‌های ما. در این مطالعه، ما این سؤال را از خود پرسیدیم که وقتی لوله‌های تخلیه از خانه خارج می‌شوند و به سیستم فاضلاب شهری در بدن وصل می‌شوند چه اتفاقی می‌افتد.»

آزمایشگاه ریچ از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با وضوح بالا (MRI) برای مشاهده ارتباط بین مغز و سیستم لنفاوی بدن انسان استفاده کرد. درهمین‌حال، گروه دیگر به رهبری «جاناتان کیپنیس» به‌طور مستقل از سلول‌های زنده و سایر تکنیک‌های تصویربرداری میکروسکوپی برای مطالعه این سیستم‌ها در موش‌ها استفاده می‌کرد.

آزمایشگاه‌ها باهم «کاف» (Cuff) از سلول‌ها را پیدا کردند که رگ‌های خونی را هنگام عبور از فضای عنکبوتیه (آراکنوئید) احاطه کرده‌اند. این نواحی که آنها را نقاط خروجی کاف عنکبوتی (ACE) نامیدند، به‌عنوان مناطقی عمل می‌کنند که مایع، مولکول‌ها و حتی برخی سلول‌ها می‌توانند از مغز به دورا ماتر و بالعکس عبور کنند، بدون اینکه اجازه اختلاط کامل دو مایع را بدهند.

در برخی از اختلالات مانند بیماری آلزایمر، اختلال در دفع مواد زائد می‌تواند باعث ایجاد پروتئین‌های بیماری‌زا شود. در ادامه قیاس این سیستم با فاضلاب، کیپنیس اتصال احتمالی به نقاط ACE را توضیح داد و گفت:

«اگر سینک شما گرفتگی دارد، می‌توانید آب را از سینک خارج کرده یا شیر آب را تعمیر کنید، اما بالاخره باید فاضلاب را تعمیر کنید. در مغز، گرفتگی در نقاط ACE ممکن است از خروج مواد زائد جلوگیری کند. اگر بتوانیم راهی برای تمیزکردن این گرفتگی‌ها پیدا کنیم، ممکن است بتوانیم از مغز محافظت کنیم.»

مغز در معرض سیستم ایمنی

نقاط ACE مناطقی هستند که سیستم ایمنی می‌تواند آنجا در معرض تغییراتی باشد که در مغز رخ می‌دهد و به آن واکنش نشان دهد. هنگامی که موش‌های آزمایشگاه دکتر کیپنیس دچار اختلالی شدند که در آن سیستم ایمنی به میلین در مغز و نخاع آنها حمله می‌کند، سلول‌های ایمنی در اطراف نقاط ACE و حتی بین دیواره عروق خونی و سلول‌های کاف دیده می‌شد. هنگامی که توانایی سلول‌های ایمنی برای تعامل مستقیم با نقاط ACE مسدود شد، شدت عفونت کاهش یافت.

کیپنیس می‌گوید: «سیستم ایمنی از مولکول‌هایی برای برقراری ارتباط که از مغز به داخل دورا ماتر عبور می‌کند، استفاده می‌کند. این نقطه عبور باید بسیار دقیق باشد، در غیر این صورت اثرات مضری بر عملکرد آن دارد.»

ارتباط با پیری

ریچ و تیمش همچنین ارتباط جالبی بین سن شرکت‌کنندگان و نشتی نقاط ACE مشاهده کردند. در شرکت‌کنندگان مسن‌تر، رنگ بیشتری به مایع اطراف و فضای اطراف رگ‌های خونی نشت می‌کرد.

ریچ می‌گوید: «این ممکن است نشان‌دهنده ازکارافتادگی آهسته نقاط ACE در طول پیری باشد و می‌تواند اثری بر روی تعامل مغز و سیستم ایمنی داشته باشد.»

ارتباط پیری و اختلال در سدی که مغز و سیستم ایمنی را از هم جدا می‌کند، با آنچه در موش‌های پیر مشاهده شد، مطابقت دارد. این پیوند جدید با سیستم ایمنی همچنین می‌تواند به توضیح اینکه چرا خطر ابتلا به بیماری‌های عصبی با افزایش سن افزایش می‌یابد، کمک کند. اما تحقیقات بیشتری برای تأیید این ارتباط مورد نیاز است.