睡眠如何清理大腦

我們入睡的確切原因一直是現代科學最大的奧秘之一。 已經提出了許多不同的理論,但事實是,沒有人完全確定我們為什麼花費我們大約三分之一的生命睡著。

有大量的研究表明睡眠如何幫助鞏固記憶和修復身體,但許多科學家認為這些行為並不能完全解釋睡眠的基本目的,特別是從進化的角度來看。

我們的生活如此沉重,沉睡和脆弱使我們面臨巨大的危險,因此許多專家認為我們睡眠的原因必定更加引人注目。

然而,最近的一些研究給予睡眠的頂級理論更大的信心,這表明沉睡是必要的,可以讓大腦從前一天的活動中清理並重新啟動。

在2013年的“ 科學 ”雜誌上發表的一項研究顯示,睡眠使大腦有機會自我清潔。 這項研究本身涉及到清醒和睡眠狀態下小鼠腦中的流體流動。 研究人員特別關注流體如何在血液系統或神經元之間的空間內流動。 這就像一個廢物處理系統,清除腦細胞在執行正常任務時產生的廢物。

睡眠腦內液體流量增加

然而,運輸這些廢物需要大量的能量,研究人員假設大腦不能同時支持這些清潔功能和處理感官信息。

為了驗證這個想法,該研究的主要作者Lulu Xie花了兩年時間訓練老鼠在一種顯微鏡上入睡,這將使研究人員觀察染料在活組織中移動。

腦電活動證實小鼠真的睡著後,將綠色染料注入腦脊液。

半小時後,喚醒小鼠,然後注射紅色染料。 通過這個過程,研究人員能夠觀察綠色和紅色染料通過大腦的運動。 他們觀察到,雖然大量腦脊液在睡眠期間流過大腦,但在清醒時觀察到很少的運動。

睡眠期間腦細胞之間的空間變大

那麼,為什麼在睡眠狀態期間與清醒狀態相比,有更大的流體流動? 研究人員還觀察到,腦細胞之間的間隙空間在睡眠期間變得更大,允許流體更自由地流動。 這些頻道在睡眠期間增加了約60%。 研究人員還發現,當某些蛋白質注射到小鼠體內時,蛋白質在睡眠過程中被清除得更快。

可能的影響

該研究的作者之一Maiken Nedergaard說:“這些發現對治療'臟腦'疾病如阿爾茨海默病有重要意義。 “精確地了解大腦如何以及何時激活淋巴系統並清除廢物是實現潛在調節該系統並使其更有效地工作的重要第一步。”

科學家早就知道,某些神經系統疾病如癡呆,阿爾茨海默氏症和中風都與睡眠障礙有關。 根據Nedergaard的研究,這些結果可能表明睡眠不足可能在這種情況下起到因果作用。 現在研究人員已經確定了這個清腦過程,他們希望這將導致進一步研究該過程如何工作以及在神經系統疾病如阿爾茨海默病中可能發揮的作用。

這項研究還再次強調了睡眠的重要性。 “這可能會為夜班工作的輪班工人提出很多爭議,”Nedergaard告訴科學

“如果你沒有睡覺,你可能會造成傷害。”

>來源:

> Underwood,E.(2013年10月17日)。 睡眠:最終的洗腦者? 科學

> Xie,L.,Kang,H.,Xu,Q.,Chen,MJ,Liao,Y.,Thyagarajan,M.,O'Donnell,J. Nedergaard,M.(2013)。 睡眠驅使代謝物從成人大腦清除。 科學。 342(6156), 373-377。 DOI:10.1126 / science.1241224。