當你陷入沉睡,換大腦清潔工腦脊髓液開始清除有害蛋白

作者 | 發布日期 2019 年 11 月 05 日 14:09 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


夜深人靜之際,你的大腦正在發生神奇的事。新的人體臨床實驗發現,當人陷入沉睡後,新鮮的腦脊髓液會開始像海嘯一樣一波波湧上大腦,清除腦中堆積的有害蛋白質,這項發現可以幫助解釋為什麼睡眠對我們而言非常重要。

腦脊髓液(cerebrospinal fluid,CSF)是一種充斥在腦內顱骨與蛛網膜下腔、含有微神經膠細胞的透明純生理鹽水,具有三大主要功能:做為緩衝層保護大腦和脊髓、為神經系統提供營養、清除大腦代謝廢物,一個成年人的腦脊髓液總體積約 140~270 毫升。

過去動物研究已表明腦脊髓液具有「洗腦作用」,會在身體入睡後一波波來回流動以清除腦中有害物質,包括和阿茲海默症息息相關的 β 蛋白;只是隨著年歲漸長,腦脊髓液流動速度減慢,從而導致有毒蛋白質累積。

現在波士頓大學生物工程學家 Laura Lewis 團隊的新人體臨床實驗再度佐證,腦脊髓液在人腦中也發揮類似的清掃功能。

實驗中,13 名受試者(23~33 歲)被要求戴著腦電圖並躺進磁振造影(MRI)機器內睡覺,在磁振造影掃描下,大腦中的血氧含量、腦脊髓液的流動方向與流量都無所遁形。

當受試者陷入沉睡(非快速動眼期,non-REM)狀態,研究人員發現神經元電活動慢波首先席捲大腦,接著大腦氧氣含量降低(代表血液離開大腦),然後大量新鮮的腦脊髓液開始有節奏地湧入大腦(約每 20 秒)。

研究人員表示,我們醒著時大腦也會有小而柔和的腦脊髓液波動,很大程度上與呼吸模式有關;然而進入睡眠後,腦脊髓液波就彷彿是海嘯,波動比醒著時更大,而且速度更快,雖然科學家還不清楚為何出現這種差異,但增強的腦脊髓液波,能更有效率清除大腦中的有害代謝廢物。

已知當人體進入深沉睡眠時,大腦就會出現這種慢波,與記憶力、腦部相關疾病都有關聯,比如阿茲海默症患者的神經元電活動慢波較少,且波動也越來越小;新研究表明這種慢波會引發腦脊髓液流動、增加洗滌強度與次數,避免毒素累積在大腦中。

越來越多研究都指出睡眠對生物的重要性,比如一夜沒睡好,腦中有害蛋白就可能激增 50%,現在你知道晚上要幹麻了吧?關上燈,讓你的大腦好好睡一覺。新論文發表在《科學》(Science)期刊。

(首圖來源:pixabay

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