研究表明:睡眠的基本目的是清除大脑中有毒的代谢废物。那么,大脑为什么是在睡眠中清理废物的呢?又是通过什么来清理的呢?
研究表明:睡眠的基本目的是清除大脑中有毒的代谢废物。那么,大脑为什么是在睡眠中清理废物的呢?又是通过什么来清理的呢?
在《科学》(Sciense)杂志上,一篇名为Sleep:The Brain’s Housekeeper?的文章中,揭示了睡眠后,大脑是怎样清除代谢废物的。
Nedergaard的团队在研究中发现了大脑中的胶状淋巴系统(glymphatic system),由神经胶质细胞组成。该系统运送的不是淋巴,而是充满废物的脑脊液(CSF)。这些胶质细胞通过细胞膜上的通道控制脑脊液的流动,如果删除胶质细胞中的通道,流动几乎停止。
由于液体通过细胞膜的运输需要大量的能量。Nedergaard团队推测:大脑不可能同时清理大脑和处理感觉信息。因此,他们决定测试胶状淋巴系统的活动是否在睡眠期间发生变化。
研究小组花了两年时间训练老鼠在双光子显微镜下放松和入睡,这样可以看到染料在活体组织中的运动成像。
有一次,作者确认老鼠都睡着了。在观测它们的脑电活动下,她将绿色染料注射到老鼠的脑脊液中。【作者发现,在老鼠睡觉时,神经细胞之间充满液体的通道(淡蓝色)扩张并清除废物。】半小时后,她通过触摸它们尾巴唤醒了它们,并注射了一种红色染料,这种红色染料在双光子显微镜可以很容易地从绿色中分辨出来。
通过追踪红色和绿色染料在整个大脑中的运动,研究小组发现大量的脑脊液在睡眠时流入大脑,但在清醒状态下没有。
通过对小鼠清醒和睡眠时神经细胞间空间的比较发现,当小鼠睡着时,携带脑脊液的神经胶质通道扩张了60%。
这项结果表明:清除大脑代谢废物的胶状淋巴系统主要在睡眠期间活跃。
在睡眠期间,清除废物的速度有多快呢?
研究小组将标记的β淀粉样蛋白质分别注射到清醒和睡眠的老鼠大脑中,发现在睡眠期间,脑脊液清除细胞外的污垢的速度是前者的2倍。
“就像洗碗机一样”,Nedergaard说。
β淀粉样蛋白质可以在细胞外聚集成致病性斑块,也与阿尔茨海默病有关。许多神经系统疾病——从阿尔茨海默病到中风和痴呆,都与睡眠障碍有关。该研究证实,与睡眠不足可能有因果关系。通过代谢副产物堆积起来造成脑损伤。
如果你不睡觉,你可能会受到损害。
copyright© 版权所有,未经许可不得复制、转载或镜像
京ICP证120392号 京公网安备110105007198 京ICP备10215607号-1 (京)网药械信息备字(2022)第00160号