睡着时大脑如何清除「垃圾」,让你远离阿兹海默症?科学家解开谜团了

今天,劳拉•刘易斯带领的波士顿大学研究团队在《科学》杂志发表了一篇论文,揭开了人类睡眠过程中的另一个谜团。
充足的睡眠不仅让我们恢复体力,也是保持注意力、判断能力、记忆力等认知能力的不可缺少的过程。早在 2013 年就有研究表明,睡眠中的大鼠大脑里,包括 β 类淀粉蛋白在内的代谢废物会被清除出去。 这些毒素和很多神经退化性疾病有很大的关联,比如阿兹海默症。
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于是她设计了一个实验,要求被试人员戴着脑电波检测帽、躺在核磁共振仪内进入睡眠状态。研究人员同时检测被试者大脑中的血氧水平和脑电波,前者和脑脊液的流动有关,而后者可以表明被试者进入了睡眠的哪个阶段。
研究结果揭示了一个非常有趣的过程。
我们的睡眠通常分为入睡期、浅睡期、中睡期、深睡期和快速眼动期(REM)五个阶段,其中前四个阶段都属于非快速动眼睡眠。
非快速动眼期,大脑清扫才能正常进行
当被试者处于非快速动眼睡眠阶段时,大脑中的海量神经元进入「同步」状态——同时关闭,同时打开。当神经元同时关闭时,此时大脑就不需要那么多氧气,往大脑里运输氧气的血液流量也就减少了。这时候,脑脊液就流过来,填补了血液撤退后留下的空间。
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我们可以把大脑想象成一条热闹的街道:白天造了满地的垃圾废物;入睡后人潮撤退,脑脊液这个「清洁工」就出来洗地了。
可是,为什么脑脊液不能白天来清扫垃圾呢?
这背后也是神经元运行机制导致的。白天处于清醒状态时,神经元无法进入「同步」状态,大脑需要维持较高的血氧水平,血液持续流经大脑,脑脊液就流不进来。就像人潮汹涌的大街上,你没法大扫除。
重点在于,只有在非快速动眼睡眠阶段,垃圾清扫工作才能正常进行。大多数人有这样的经验:如果某一夜做梦比较多,次日醒来时就会感觉精神不好。这背后的原因也许和脑脊液的工作机制有关,我们做梦时通常处于快速动眼睡眠阶段,而这时候大脑神经元就像白天清醒时那样处于异步状态。
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小心!睡眠不足,大脑会充满毒素、垃圾
随着对睡眠科学研究的不断深入,它的重要性也日益凸显。睡觉,绝不只是休息一下而已。在记忆活动中,睡眠也扮演了一个无法替代的过程——没错,当你睡觉时,大脑会帮你复习白天学到的新东西。
而劳拉•刘易斯的研究则表明,你睡觉时,大脑还会帮你洗地。
所以,请保持充足睡眠,否则你的大脑里会充满垃圾和毒素。
但是大脑究竟是怎么做到清除垃圾的,一直是个谜。
劳拉•刘易斯猜测大脑中的脑脊液和代谢废物的清除工作有关。成人大脑中含有约 125~150 毫升脑脊液,它是透明的,像水一样。

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