保持充足睡眠,才能讓「大腦園丁」微膠細胞好好工作

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 24 日 13:34 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


我們已經知道睡眠時大腦會鞏固知識記憶、清除廢物,現在最新研究指出,睡眠還有更多健康上的好處,隨著一些免疫細胞在睡眠期非常活躍,充足的睡眠將有助大腦抵抗感染和修復損傷。

在刊載於《自然神經科學》(Nature Neuroscience)期刊的最新研究中,羅徹斯特大學醫學中心(URMC)團隊透過老鼠實驗發現,被稱為微膠細胞(microglia)的重要免疫細胞在睡眠時期會開始活動。

微膠細胞可以說是大腦的第一響應者,它們在大腦和脊髓上巡邏,一旦發現感染或死亡的細胞組織便會迅速展開清除行動,在最近的研究中,這些細胞被發現在大腦可塑性(Brain Plasticity)中也起著重要作用。

就像大腦中的園丁一樣,透過細微修剪神經細胞間的連結,微膠細胞能維持神經突觸的健康與功能,支持大腦學習、記憶、認知和運動功能的發展。

URMC 教授 Ania Majewska 指出,過去人們普遍認為微膠細胞的動態與動物行為狀態並無太大關聯,但這項研究顯示事情並非如此。

「從研究來看,大腦中負責調節睡眠和清醒狀態的信號,同樣也可以作為開關,關閉和打開免疫系統。」

在這項研究中,研究人員透過先進的成像技術直接觀察了小鼠活腦的活動,結果發現當小鼠暴露於高水平的去甲腎上腺素(Norepinephrine)時,微膠細胞會變得不活躍,無法對局部損傷做出反應,從而停止扮演他們在重新連接大腦網路中的角色。

去甲腎上腺素是一種神經傳遞物,在中樞神經系統中負責發出喚醒和壓力的訊號,當我們睡覺時,這種化學物質會以低水平存在於大腦中,當水平增加時,它會喚醒我們的神經細胞,使我們醒來並變得警覺。

研究顯示,去甲腎上腺素也作用於 β2 腎上腺素受體,這種受體在微膠細胞中以高水平表達,也就是說當去甲腎上腺素出現於大腦中時,微膠細胞會進入一種冬眠狀態。

論文第一作者、URMC 博士後研究員 Rianne Stowell 表示,這項研究顯示,睡眠中神經迴路的重塑和修復損傷的過程,很可能有部分是由微膠細胞與大腦相互作用的能力所引導。

「整體來說,這項研究顯示,微膠細胞對調節大腦功能的信號非常敏感,同時微膠細胞的動力及功能都受動物行為狀態的調。」

這項研究加強了睡眠與大腦健康之間的重要關係,也可以解釋睡眠障礙與阿茲海默症、帕金森氏症等神經退化性疾病發作間已知的關係。保持充足睡眠對人來說相當重要,如果想要維持大腦花園的美觀,就得給園丁足夠的工作時間。

(首圖來源:shutterstock)