科學家剛剛搞清楚了,睡覺時大腦這樣清除垃圾

生活

11-01 16:51

今天,勞拉·劉易斯帶領的波士頓大學研究團隊在《科學》雜志發表了一篇論文,揭示了人類睡眠過程中的又一個謎團。

充足的睡眠不僅讓我們恢復體力,也是保持注意力、判斷能力、記憶力等認知能力的不可缺少的過程。早在 2013 年就有研究表明,睡眠中的大鼠大腦里包括 β 類淀粉蛋白在內的代謝廢物會被清除出去。這些毒素和很多神經退行性疾病有很大的關聯,比如阿爾茨海默癥。

但是大腦究竟是怎么做到清除垃圾的,一直是個謎。

勞拉·劉易斯猜測大腦中的腦脊液和代謝廢物的清除工作有關。成人大腦中含有約 125-150 毫升腦脊液,它是透明的,像水一樣。

▲ 試管中的人類腦脊液。 圖片來自:Wikipedia

于是她設計了一個實驗,要求被試人員戴著腦電波檢測帽、躺在核磁共振儀內進入睡眠狀態。研究人員同時檢測被試大腦中的血氧水平和腦電波,前者和腦脊液的流動有關,而后者可以表明被試進入了睡眠的哪個階段。

研究結果揭示了一個非常有趣的過程。

我們的睡眠通常分為入睡期、淺睡期、中睡期、深睡期和快速眼動期(REM)五個階段,其中前四個階段都屬于非快速眼動睡眠。

當被試處于非快速眼動睡眠階段時,大腦中的海量神經元進入「同步」狀態——同時關閉,同時打開。當神經元同時關閉時,此時大腦就不需要那么多氧氣,往大腦里運輸氧氣的血液流量也就減少了。這時候,腦脊液就流過來,填補了血液撤退后留下的空間。

我們可以把大腦想象成一條熱鬧的街道:白天造了滿地的垃圾廢物;入睡后人潮撤退,腦脊液這個「清潔工」就出來洗地了。

可是,為什么腦脊液不能白天來清掃垃圾呢?

這背后也是神經元運行機制導致的。白天處于清醒狀態時,神經元無法進入「同步」狀態,大腦需要維持較高的血氧水平,血液持續流經大腦,腦脊液就流不進來。就像人潮洶涌的大街上,你沒法搞衛生。

重點在于,只有在非快速眼動睡眠階段,垃圾清掃工作才能正常進行。大多數人有這樣的經驗:如果某一夜做夢比較多,次日醒來時就會感覺精神不好。這背后的原因也許和腦脊液的工作機制有關,我們做夢時通常處于快速眼動睡眠階段,而這時候大腦神經元就像白天清醒時那樣處于非同步狀態。

隨著對睡眠科學研究的不斷深入,它的重要性也日益凸顯。睡覺,絕不只是休息一下而已。在記憶活動中,睡眠也扮演了一個無法替代的過程——沒錯,當你睡覺時,大腦會幫你復習白天學到的新東西。

而勞拉·劉易斯的研究則表明,你睡覺時,大腦還會幫你洗地。

所以,請保持充足睡眠,否則你的大腦里會充滿垃圾和毒素。

 

題圖來自:Unsplash

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