摘要:通过对小白鼠的一系列实验,研究者们发现,在睡眠过程中,脑脊髓液会被压入大脑,像抽水马桶的冲水功能一样带走大脑产生的废物。为了进一步查看睡眠是如何清除大脑的毒素,研究者们还给小白鼠注射了和阿兹海默症相关的微量蛋白质。

饿了就吃,困了就睡。每个人都需要睡觉,有很多科学家也因此去研究人类为何需要睡觉。就目前已知睡眠对我们的作用有很多,消除疲劳、保护大脑、增强免疫力,促进生长发育,延缓衰老等。许多实践调查都证实了睡眠的重要性和失眠的危害,但为什么长期失眠会损害大脑,为什么睡觉能恢复体力,巩固记忆,调节机体代谢?并没有确切的证据来解释。直到一篇在Science上刊登的文章第一次在分子水平上提供了直接的证据,证明了睡眠的重要性:睡眠是可以高效清除脑内代谢废物。

人的一生中大概有三分之一的时间是在睡眠中度过。睡眠是如此司空见惯,以至于人们几乎忽略了睡眠的重要性——只要连续5天不睡觉,人们就会面临脑死亡的风险。为什么我们,乃至于所有的动物都如此需要睡眠?美国科学家给出的答案是:睡觉是为了清洁我们的大脑。

睡眠科学系列|清洁大脑,睡眠的这一点作用很多科普都没提到

通过对小白鼠的一系列实验,研究者们发现,在睡眠过程中,脑脊髓液会被压入大脑,像抽水马桶的冲水功能一样带走大脑产生的废物。在几个小时的睡眠时间里,脑脊髓液会迅速高效地清理大脑里的废物。在这一过程中,脑细胞自然活动产生的分子碎屑及有毒蛋白质会得到及时清除,以避免这些蛋白质在脑里积累对大脑带来不可逆的损伤。

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为了进一步查看睡眠是如何清除大脑的毒素,研究者们还给小白鼠注射了和阿兹海默症相关的微量蛋白质。他们发现小鼠睡眠时脑细胞收缩,细胞间隙一般比平常大出60%。这使得脑里的脑脊髓液流速是清醒时的10倍,大脑里的淀粉样β蛋白质被清除得更快。

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脑脊髓液将大脑的废物带入了研究者们声称的“类淋巴系统”后,会通过身体的循环系统把这些废物汇入肝脏分解掉。虽然有研究者怀疑这一过程是否对人类同样适用,毕竟和小鼠结构简单的大脑相比,人类的大脑皮层已演化出了更为复杂精细的功能。但是其他研究者坚信,即使为大脑排毒不是睡眠的主要功能,至少也是睡眠的功能之一。

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如果确实如这项研究所揭示的机制所言,也许人类终有一天可以开发出令人振奋的新药:通过药物来加速大脑有害物质的清除过程,或减缓脑里有害代谢物的积累,治疗健忘症、帕金森症以及阿兹海默氏症……甚至于开发出代替睡眠的药物也不是不可能。毕竟对于惜时如金的人而言,花费三分之一的生命在睡眠上面,实在是太浪费了。

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