深度睡眠“洗净”小鼠大脑 | Cell Press科学新闻

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晚上睡个好觉不仅让你感觉得到休息，还能让你的头脑清醒。1月8日，发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell上的一项新研究表明，深度睡眠可以洗掉大脑中堆积的废物，这是维持大脑健康的一个重要过程。这些发现还为睡眠辅助措施如何扰乱“洗脑”系统提供了见解。从长远来看，服用助眠药物可能会影响认知功能。

科学家们已经知道，大脑有一个内置的废物清除系统，称为淋巴系统，它在大脑和脊髓中循环运输液体以清除废物。这个过程有助于去除有毒蛋白质，后者与神经系统疾病有关的黏性斑块形成有关。然而，直到现在，驱动这个系统的因素还不清楚。

丹麦科学家发现，一种叫做去甲肾上腺素的分子在小鼠的大脑清洁中起着关键作用。在深度睡眠时，脑干大约每50秒释放一次去甲肾上腺素微小波。去甲肾上腺素触发血管收缩，产生缓慢的搏动，使周围的液体产生有节奏的流动，将废物带走。

来自美国罗切斯特大学和丹麦哥本哈根大学的通讯作者Maiken Nedergaard说：“这就像在睡觉前打开洗碗机，醒来时大脑就变干净了。我们想知道是什么驱动了这个过程，并试图根据淋巴清除来定义恢复性睡眠。”

为了找到线索，Nedergaard团队研究了小鼠睡眠时，大脑发生了什么。具体来说，他们关注的是深度睡眠时去甲肾上腺素和血流量之间的关系。结果发现去甲肾上腺素波与脑血容量的变化有关，这表明去甲肾上腺素引发了血管的节律性脉动。

然后，研究小组比较了血容量和脑液流量的变化。他们发现脑液流量的波动与血容量的变化相对应，这表明血管就像泵一样推动周围的脑液排出废物。

“你可以把去甲肾上腺素看作是管弦乐队的指挥。”哥本哈根大学和英国牛津大学的第一作者Natalie Hauglund说，“动脉的收缩和扩张是和谐的，然后驱动脑脊液通过大脑，清除废物。”

Hauglund接着提出了另一个问题——所有的睡眠效果都一样吗？为了找到答案，研究人员给小鼠服用了一种帮助睡眠的常用药物唑吡坦。他们发现，服用唑吡坦的小鼠在深度睡眠期间的去甲肾上腺素波比自然睡眠的小鼠低50%。虽然服用唑吡坦的小鼠入睡更快，但进入大脑的液体运输量下降了30%以上。研究结果表明，使用安眠药可能会阻止睡眠中去甲肾上腺素驱动的脑废物清除。

“越来越多的人在使用睡眠药物，弄清这是否健康真的很重要。人们应当意识到问题所在，并做出明智的决定。”Hauglund说。

研究小组表示，这一发现可能适用于同样拥有淋巴系统的人类，尽管需要进一步的测试。研究人员已经在人类身上观察到类似的去甲肾上腺素波动、血流和脑液流动模式。他们的发现有助于为了解睡眠不足如何导致阿尔茨海默氏症等神经系统疾病提供见解。

Nedergaard说：“现在我们知道去甲肾上腺素在清洁大脑，找到合适的方法让人们获得长时间恢复性睡眠，十分重要。”

相关论文信息

相关论文刊载于CellPress细胞出版社

旗下期刊Cell上，

▌论文标题：

Norepinephrine-mediated slow vasomotion drives glymphatic clearance during sleep

▌论文网址：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867424013436

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.11.027