自從人類開始進(jìn)化之后的每一個(gè)夜晚，我們可能都在犯著一個(gè)危險(xiǎn)的錯(cuò)誤。盡管人類曾經(jīng)一度面臨被大型食肉動(dòng)物吃掉的威脅，而且尋找食物、積累財(cái)富或者繁衍后代等需要大量時(shí)間，但我們總是不會(huì)忘了睡覺。
長(zhǎng)時(shí)間以來，科學(xué)家一直在猜測(cè)為何人類將生命中1/3的時(shí)間用于睡眠，但始終沒有具體的數(shù)據(jù)支持特定理論。現(xiàn)在，新的證據(jù)證明了一個(gè)*的假說：睡眠期間，大腦會(huì)進(jìn)行自我清理。
大多數(shù)生理學(xué)家認(rèn)為，睡眠有著許多不同目的，從記憶鞏固到代謝系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。像呼吸、進(jìn)食等生理功能的“核心"目的很容易理解，但是，科學(xué)家從未就睡眠的原始目的達(dá)成一致。美國(guó)紐約羅切斯特大學(xué)的Maiken Nedergaard和同事們進(jìn)行的新研究，為波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院睡眠研究員Charles Czeisler提供了“*分子層面的直接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)"，可以用來了解睡眠的基本目的：清理大腦中的有毒代謝產(chǎn)物。
賓夕法尼亞大學(xué)睡眠研究人員David Dinges認(rèn)為，10月17日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的這項(xiàng)新研究“符合一個(gè)*存在的觀點(diǎn)：睡眠的作用是修復(fù)，一些東西被還原或者清除"。該研究建立在Nedergaardzui近的發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上。去年夏天，Nedergaard在《科學(xué)—轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志中描述了一個(gè)微觀的、充滿液體的通道網(wǎng)絡(luò)可以清除大腦毒素，就像淋巴系統(tǒng)從身體其他部位清除代謝廢物一樣。不過，該網(wǎng)絡(luò)并不攜帶淋巴，而是運(yùn)輸含有廢物的腦脊液（CSF）。Nedergaard將其命名為“類淋巴系統(tǒng)"，在該系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)之前，人們所知道的大腦處理細(xì)胞垃圾的*方式是在細(xì)胞內(nèi)部分解和回收利用。
在zui初的研究中，Nedergaard的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，大腦的非神經(jīng)細(xì)胞——神經(jīng)膠質(zhì)控制著CSF通過其細(xì)胞膜中的通道流動(dòng)。“如果我們?nèi)サ羯窠?jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的通道，流動(dòng)會(huì)停止。"Nedergaard說。
由于運(yùn)輸液體通過細(xì)胞膜需要大量能量，Nedergaard及其團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，大腦并不能同時(shí)完成清理和處理感覺信息的工作，于是他們決定測(cè)試睡眠期間類淋巴系統(tǒng)的活動(dòng)是否會(huì)改變。該研究的*作者Lulu Xie在接下來的兩年中訓(xùn)練小鼠放松和睡眠，并在雙光子顯微鏡（可以使染色物質(zhì)通過活組織的運(yùn)動(dòng)成像）下觀察。ELISA試劑盒
Xie會(huì)觀察小鼠的腦活動(dòng)，一旦發(fā)現(xiàn)其進(jìn)入睡眠狀態(tài)，她便將綠色染料通過小鼠頸部一個(gè)像導(dǎo)管的設(shè)備注入到CSF中。半小時(shí)后，她通過觸摸小鼠尾部使其清醒，并注入紅色染料，雙光子顯微鏡可以很容易地辨別這兩種染料。Nedergaard稱，通過追蹤整個(gè)大腦中的紅色和綠色染料，其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在睡眠期間，大量CSF流入大腦，但是在清醒狀態(tài)時(shí)卻不會(huì)。
對(duì)小鼠清醒和睡眠時(shí)神經(jīng)細(xì)胞間空隙大小的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，睡眠時(shí)運(yùn)載CSF的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞通道會(huì)擴(kuò)張60%。研究團(tuán)隊(duì)還將作標(biāo)記的β淀粉樣蛋白注入到睡眠小鼠和清醒小鼠的大腦中，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)睡眠期間，CSF會(huì)很快地將這些“垃圾"清除到細(xì)胞外兩次——“就像一個(gè)洗碗工"，Nedergaard這樣形容。她說，這些蛋白質(zhì)可以在細(xì)胞內(nèi)聚合為致病性斑塊，而且與阿爾茨海默氏癥相關(guān)。
Nedergaard指出，很多神經(jīng)疾病——從阿爾茨海默氏癥到中風(fēng)和癡呆——都與睡眠障礙有關(guān)。研究表明，睡眠不足會(huì)使毒素累積，導(dǎo)致大腦損傷，這也是原因之一。“這可能會(huì)引起那些在夜間工作的輪班工作者的討論，"Nedergaard預(yù)測(cè)道，“如果你不能保證睡眠，大腦可能會(huì)受到損傷。"
然而，一個(gè)未知的問題是清除廢物的需要是否會(huì)積極地調(diào)節(jié)睡眠——也就是說，代謝副產(chǎn)物的形成是否會(huì)使我們感到困意。研究人員還希望知道在睡眠期間，充滿液體的通道如何改變形狀，以及清除廢物是否真的能改善神經(jīng)功能。
其他研究人員也不確定清理功能是否為睡眠*的核心功能。英國(guó)薩里大學(xué)的睡眠科學(xué)家Derk-Jan Dijk稱，在睡眠的功能中，沒有一個(gè)可以主導(dǎo)其他所有。“睡眠可能有很多功能。"他說，就像周末可以用來購物、社交和打掃房子一樣。ELISA試劑盒
不過，Czeisler表示，由于Nedergaard和她的同事已經(jīng)確定了小鼠會(huì)在夜間清理大腦，科學(xué)家可以繼續(xù)研究是否所有物種都是如此，及其程度如何。“人們可以想象，不同物種的睡眠功能會(huì)進(jìn)行不同方式的進(jìn)化，以適應(yīng)不同習(xí)性。不過研究會(huì)讓我們了解，不同物種的睡眠功能是否相同。"
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