睡眠如何清理大脑

我们入睡的确切原因一直是现代科学最大的奥秘之一。 已经提出了许多不同的理论,但事实是,没有人完全确定我们为什么花费我们大约三分之一的生命睡着。

有大量的研究表明睡眠如何帮助巩固记忆和修复身体,但许多科学家认为这些行为并不能完全解释睡眠的基本目的,特别是从进化的角度来看。

我们的生活如此沉重,沉睡和脆弱使我们面临巨大的危​​险,因此许多专家认为我们睡眠的原因必定更加引人注目。

然而,最近的一些研究给予睡眠的顶级理论更大的信心,这表明沉睡是必要的,可以让大脑从前一天的活动中清理并重新启动。

在2013年的“ 科学 ”杂志上发表的一项研究显示,睡眠使大脑有机会自我清洁。 这项研究本身涉及到清醒和睡眠状态下小鼠脑中的流体流动。 研究人员特别关注流体如何在血液系统或神经元之间的空间内流动。 这就像一个废物处理系统,清除脑细胞在执行正常任务时产生的废物。

睡眠脑内液体流量增加

然而,运输这些废物需要大量的能量,研究人员假设大脑不能同时支持这些清洁功能和处理感官信息。

为了验证这个想法,该研究的主要作者Lulu Xie花了两年时间训练老鼠在一种显微镜上入睡,这将使研究人员观察染料在活组织中移动。

脑电活动证实小鼠真的睡着后,将绿色染料注入脑脊液。

半小时后,唤醒小鼠,然后注射红色染料。 通过这个过程,研究人员能够观察绿色和红色染料通过大脑的运动。 他们观察到,虽然大量脑脊液在睡眠期间流过大脑,但在清醒时观察到很少的运动。

睡眠期间脑细胞之间的空间变大

那么,为什么在睡眠状态期间与清醒状态相比,有更大的流体流动? 研究人员还观察到,脑细胞之间的间隙空间在睡眠期间变得更大,允许流体更自由地流动。 这些频道在睡眠期间增加了约60%。 研究人员还发现,当某些蛋白质注射到小鼠体内时,蛋白质在睡眠过程中被清除得更快。

可能的影响

该研究的作者之一Maiken Nedergaard说:“这些发现对治疗'脏脑'疾病如阿尔茨海默病有重要意义。 “精确地了解大脑如何以及何时激活淋巴系统并清除废物是实现潜在调节该系统并使其更有效地工作的重要第一步。”

科学家早就知道,某些神经系统疾病如痴呆,阿尔茨海默氏症和中风都与睡眠障碍有关。 根据Nedergaard的研究,这些结果可能表明睡眠不足可能在这种情况下起到因果作用。 现在研究人员已经确定了这个清脑过程,他们希望这将导致进一步研究该过程如何工作以及在神经系统疾病如阿尔茨海默病中可能发挥的作用。

这项研究还再次强调了睡眠的重要性。 “这可能会为夜班工作的轮班工人提出很多争议,”Nedergaard告诉科学

“如果你没有睡觉,你可能会造成伤害。”

>来源:

> Underwood,E.(2013年10月17日)。 睡眠:最终的洗脑者? 科学

> Xie,L.,Kang,H.,Xu,Q.,Chen,MJ,Liao,Y.,Thyagarajan,M.,O'Donnell,J. Nedergaard,M.(2013)。 睡眠驱使代谢物从成人大脑清除。 科学。 342(6156), 373-377。 DOI:10.1126 / science.1241224。