כשהוא מתכונן לשינה בכל לילה, דון טאקר מניח קסדת אלקטרודות על ראשו ובודק מחשב קטן שמונח על השידה ליד מיטתו. עובדים רבים במעבדה הפרטית שהוא מנהל באוניברסיטת אורגון עוקבים אחר המעשה השגרתי. המכשיר הניסיוני עוקב אחר שנת הלילה שלו. לאחר שהמכשיר מבחין בשינה קלה שנמשכת כמה דקות, הוא מזרים זרם חשמלי דרך הקרקפת והגולגולת, ומוביל את המוח לנירוונה המכונה שינה עמוקה.
המטרה היא לא רק שינה רגועה יותר. גילויים פורצי דרך בעשור שעבר הראו שלמוח יש מערכת ניקוי עוצמתית שמעלה הילוך בזמן שינה עמוקה, ו"מקרצפת" פסולת מזיקה. הניקוי הלילי הזה הוא חלק מכוחה המשקם של השינה, המחיה את הריכוז, הזיכרון והמוטוריקה. אך ככל שאנו מתבגרים מערכת הניקוי הזו נעשית מרושלת יותר, ועלולה להותיר חלק מההרס המטבולי שהתחולל במהלך היום, כולל חלבוני עמילואיד בטא המסמנים את מחלת האלצהיימר והפרעות נוירולוגיות הרסניות אחרות.
גילויה המדהים בשנת 2012 של תשתית מוחית שלא הייתה מוכרת בעבר – שזכתה לכינוי המערכת הגלימפטית – הוביל לעידן חדש של מחקר וחידושים לא רק במדעי השינה, אלא גם בחקר ההזדקנות, הדמנציה והפגיעה המוחית. כמעט 300 מאמרי מחקר פורסמו בשנה שעברה על המערכת הגלימפטית. אחד מנתיבי המחקר הללו מוביל למעבדה של טאקר ולהמצאה המכונה "אוגנוד" (Augmented Neural Oscillation Driver).
אב הטיפוס נראה כמו מנגנון יישור שיניים נוקשה במיוחד, שמשדר חגור מעליו; גרסאות מעודנות וקלות יותר נמצאות בפיתוח. הוא מאריך את משך השינה העמוקה, וכך שואף לחזק את מחזור הניקיון הלילי. בקרוב, מקווה טאקר, מכשיר כזה יזכה לשימוש נרחב כדי לנקות – כפשוטו ממש – את מוחותיהם של אנשים. "זו דרך לשמור על מוח צעיר", אומר טאקר, בן 75.
צבא ארה"ב כבר גילה עניין: באוקטובר העניקה מחלקת ההגנה לטאקר, לאוניברסיטת צפון קרוליינה ולכמה אוניברסיטאות שותפות תקציב מחקר בסך 4.25 מיליון דולר שנועד לפתח יישום צבאי אפשרי של המכשיר, במטרה להחזיר את החדות לחיילים שסובלים מחוסר שינה בשדה הקרב.
ג'פרי איליף, חבר בצוות המחקר מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון, אומר שבתוך חמש שנים, מכשירים שישווקו לצרכן הביתי יאפשרו לכל אחד לעקוב אחר השינה העמוקה ומנקת המוח שלו. "ואני חושב שבתוך שבע השנים הקרובות נתחיל לראות גישות – אולי כמו המכשיר הזה, אולי גישות תרופתיות – שיכולות להתחיל לווסת את השינה, להגביר את הניקיון", אומר איליף. "אני חושב שדברים מתחילים לזוז מהר מאוד בתחום הזה, והעבודה מתחילה לעבור לצרכנים".
לאיליף יש מקום חשוב בתולדות מדעי השינה. הוא היה המחבר הראשי של כמה מאמרים שבשנת 2012 החלו לתאר את המערכת הגלימפטית בהתבסס על מחקר שערך באוניברסיטת רוצ'סטר עם החוקרת הראשית מייקן נדרגורד. לדברי איליף, כשהוא הצטרף למעבדה שלה בתור עמית פוסט־דוקטורט, נדרגורד דחפה אותו למענה על שאלות לגבי תנועת הנוזלים במוח. כך הם גילו מערכת "אינסטלציה" נפרדת העוטפת את כלי הדם בראש, ודוחפת נוזלים לתוך המוח.
בין השאר בזכות הצצה דרך חורים זעירים בגולגולות של עכברים, מדענים משערים שתאי מוח אנושיים מתכווצים במהלך שינה עמוקה, וכך מפנים מקום לנוזל לזרום ביניהם ולרחוץ כל תא ותא. התהליך שוטף מהמוח חלבוני פסולת מזיקים שהוא מייצר.
נפח הנוזל הזורם סביב התאים הוא זעיר – אפשר למלא בו אצבעון תפירה, לדברי איליף – אך מדענים מגלים שזה המפתח לרווחת האדם: "אנחנו חושבים שהתהליך רלוונטי לא רק למחלת האלצהיימר, אלא כנראה גם לכל מיני מצבים נוירו־אימונולוגיים כמו טרשת נפוצה, והפרעות נוירווסקולריות כמו פגיעה מוחית טראומטית ושבץ מוחי", אומר איליף. "יש ראיות לכך שהתהליך משפיע על כאבי ראש, והוא עשוי להיות מעורב בהפרעות מצב רוח ובמצבים נוירו־פסיכיאטריים כמו דיכאון או הפרעה דו־קוטבית. נראה שהוא בסיסי ויסודי הרבה יותר ממה שחשבנו".
שינה – והסימפוניה החשמלית שהמוח מנגן במהלכה בכל לילה – היא לב ליבו של התהליך. כל סוג של שינה – מהשלבים הקלים יותר, דרך השינה העמוקה ועד לתנועת עיניים מהירה או REM – מאופיין בדפוס מובהק של גלי מוח, שמדענים מצותתים לו כבר כמעט מאה שנים באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה (אא"ג). השינה העמוקה ביותר, רגע לפני REM, מייצרת גלי מוח איטיים שעוזרים לארגן ולאגור זיכרונות מהיום, ומגבירה את פעולת את "מכונת הכביסה" הגלימפטית.
בדיקות אא"ג מראות שככל שאנשים מתבגרים, הם מבלים פחות זמן בשינה עמוקה ויותר בשינה קלה יותר. "אצל אנשים רבים, אחרי גיל שלושים השינה העמוקה הולכת לעזאזל", אומר טאקר. "אנחנו חושבים שזה יכול להסביר חלק גדול מהירידה בזיכרון אצל אנשים מבוגרים, וזה מתחיל בגיל שלושים – לא צריך ממש להגיע לזקנה".
טאקר עבד על הבעיות הללו במשך עשרות שנים. כבר בשנת 1992 הקים חברה שיצרה מכשיר אא"ג רגיש במיוחד שנחבש כמו רשת שיער חוטית. החברה הזו, "אלקטריקל גיאודסקיס", נמכרה לענקית הטכנולוגיה פיליפס ב־2017, תמורת כמעט 37 מיליון דולר. החברה החדשה של טאקר, "מעבד המוח האלקטרו־פיזיולוגי", ביוג'ין שבאורגון, מבקשת לא רק לנטר את הפעילות החשמלית של המוח אלא גם להשפיע עליה. העבודה מחקה ממצאים ממעבדות ברחבי העולם שהחלו לשדל את המוח לעבור משלב שינה אחד לאחר באמצעות מינונים זעירים של זרם חשמלי.
הפולסים המלאכותיים הללו מחקים את אלו שנוצרים בראש במהלך שינה עמוקה: הם גורמים למוח לחקות אותם, ולהתחיל גם הוא לייצר את גלי המוח האיטיים יותר. כך האדם צולל למחוזות השינה העמוקים ביותר. "אם אתה משנה את הזרם החשמלי שעובר בראש, הנוירונים מסתנכרנים איתו באופן טבעי", מסביר טאקר.
ממחקר קטן שפרסמו טאקר ועמיתיו בחודש מאי עלה שפולסים זעירים של חשמל במשך חמש דקות בכל פעם לנבדקים ישנים הגדילו את משך השינה העמוקה ב־13 אחוזים בממוצע. לדבריו, די בכך כדי להתחיל להפוך את המוח ליעיל יותר בארגון הזיכרון ובפינוי פסולת.
גירוי חשמלי כזה אינו חדש. סקירה גורפת משנת 2017 קבעה שהתהליך נראה בטוח, ולא ציינה תופעות לוואי חמורות ביותר מ־18 אלף מקרים במחקר. יש מגוון יתרונות נוירולוגיים אפשריים, אך רבים מהם בלתי מוכחים עדיין. "ההבטחה של הגירוי החשמלי לא תורגם עדיין למכשירים ביתיים באישור מנהל המזון והתרופות", מבהירה אנה וקסלר, מומחית לביו־אתיקה באוניברסיטת פנסילבניה.
קשה לקבוע אם המכשיר של טאקר יכול להפעיל ביעילות את מערכת הניקוי של המוח, בגלל המורכבות שבצפייה במערכת הגלימפטית בפעולה. סווטי ראן לבנדובסקי, חברה בצוות המחקר ומרצה לרדיולוגיה בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון, פיתחה טכניקות שיאפשרו לצפות בזרימת הנוזל במוח ולמדוד אותה. אם שיטותיה יצליחו, הן עשויות להכריע אם מכשירו של טאקר מגביר את זרימת הנוזל. לדבריה, בעתיד הן גם עשויות לעזור לרופאים לבדוק מחלות כמו אלצהיימר, פרקינסון ודמנציה אצל חולים: "כל אלה קשורים לחוסר יכולת לנקות סוג אחד של חלבון רעיל במוח, והמערכת הגלימפטית קשורה לכך".
דון קרנגיס, מדען מוח בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת צפון קרוליינה ומנהל שותף בפרויקט, אומר שאם יתברר שהמכשיר אכן משפיע, "נוכל לצפות לכמה השפעות חיוביות מאוד באוכלוסיות בעלות סיכון מוגבר למחלות נוירודגנרטיביות".
האפשרות של יישומים רחבים יותר קרצה לצבא, לדברי כריסטופר סטיל, מנהל במפקדת המחקר והפיתוח הרפואי של צבא ארה"ב. מבחינת מחלקת ההגנה, "המערכת הגלימפטית מציגה הזדמנות להבין כיצד גורמי לחץ כרוניים עשויים להיבנות לאורך זמן, ולספק דרך להחלמה מהירה יותר מסוגים מסוימים של פציעות מוח". הצבא מממן פרויקט מקביל שמנסה לפתח מכשיר לניקוי מוח באוניברסיטת רייס, בשיתוף מכללת ביילור לרפואה ובית החולים המתודיסטי ביוסטון.
חברה נפרדת שהקים טאקר פועלת להתחיל ניסוי של מנהל המזון והתרופות בגרסה צרכנית של הכובע שלו, שמטרתו לחזק שינה עמוקה: "אני רוצה להיות אחד הצרכנים של המכשיר לטיפול בשינה", אומר טאקר. "אני רוצה להיות בטוח שבעשור הבא אוכל לשמור על התפקוד הטוב ביותר, בתור בחור שהולך ומתבגר".
