一个 restful night 不仅可以恢复你的身体，还可能刷新你的大脑。最近在 1 月 8 日发布于 Cell Press 杂志 Cell 的一项研究表明，深度睡眠可能有助于消除我们清醒时在大脑中积累的废物，这是维持大脑健康的关键过程。该研究还揭示了睡眠药物如何干扰这种“脑清洁”机制，这可能对认知能力产生长期影响。
研究人员发现，大脑具有一种自然的废物排除系统，称为 glymphatic system（神经胶质淋巴系统）。该系统在大脑和脊髓中循环液体以去除废物，帮助消除导致与神经系统疾病相关的粘性斑块的有毒蛋白质。然而，支持这一系统的驱动机制此前并不明显，直到现在。
来自丹麦的科学家已经发现一种叫做去甲肾上腺素的分子在小鼠的大脑清洁过程中至关重要。在深睡眠期间，脑干每大约 50 秒释放一次小波的去甲肾上腺素。这种分子会导致血管收缩，产生慢脉动，从而促进周围液体的有节奏流动，帮助带走废物。
“这就像在睡觉前启动洗碗机，醒来时大脑一尘不染，”研究的资深作者、来自罗切斯特大学和哥本哈根大学的 Maiken Nedergaard 解释道。“我们正在询问是什么启动了这个过程，并试图将恢复性睡眠定义为 glymphatic clearance 的结果。”
为了揭示更多细节，Nedergaard 和她的同事们研究了正在睡眠的小鼠大脑中发生了什么。他们特别研究了去甲肾上腺素和血流在深度睡眠期间的相互作用。他们的发现表明，去甲肾上腺素波动与大脑血量的变化一致，暗示去甲肾上腺素在血管中启动节奏脉动。
接下来，研究人员比较了血量变化与大脑液体的流动。他们发现大脑液体的运动与血量变化同步波动，表明血管像泵一样，帮助推动周围液体以清洁大脑中的废物。
“你可以把去甲肾上腺素看作是一支乐队的指挥，”来自哥本哈根大学和牛津大学的首席作者 Natalie Hauglund 说。“动脉的收缩和扩张之间存在同步性，这驱动了脑脊液通过大脑，帮助去除废物。”
Hauglund 还有另一个问题——所有类型的睡眠都是同样有益的吗？为此，团队对小鼠进行了常见睡眠辅助药物 zolpidem 的施用。他们发现，与自然睡眠的小鼠相比，接受 zolpidem 处理的小鼠在深度睡眠期间的去甲肾上腺素波动降低了 50%。尽管接受 zolpidem 处理的小鼠入睡更快，但进入大脑的液体运输减少了超过 30%。这些结果表明睡眠辅助药物可能会干扰去甲肾上腺素驱动的废物清除过程。
“随着越来越多的人依赖睡眠药物，了解这是否会导致健康的睡眠至关重要，”Hauglund 说。“如果人们没有充分利用睡眠的好处，他们应该被告知，以便他们可以做出明智的选择。”
研究团队认为，这些发现可能适用于人类，因为人类也拥有 glymphatic system（神经胶质淋巴系统），尽管仍需要进一步调查。在人类中也观察到了类似的去甲肾上腺素波动、血流模式和脑液运动。他们的发现可能增强我们对睡眠不足如何促进阿尔茨海默病等神经系统疾病的理解。
“现在我们知道去甲肾上腺素对大脑清洁至关重要，我们可能能够开发出帮助个人获得更长和更恢复性睡眠的方法，”Nedergaard 结论道。
本研究得到了 Lundbeck 基金会、Novo Nordisk 基金会、美国国立卫生研究院、美国陆军研究办公室、人类前沿科学计划、米里亚姆和谢尔顿·G·阿德尔森医学研究基金会、西蒙斯基金会、阿尔茨海默基金会、丹麦自由研究基金和 JPND/Good Vibes 的资助。
