财新传媒
位置:博客 > 知识分子 > 好好睡觉,记得给大脑做清洁

好好睡觉,记得给大脑做清洁

撰文 | 陈燕惠 责编 | 陈晓雪
当结束一天的疲劳工作,大多数人的心里都会有一个美好的愿景:洗个澡,躺在床上舒舒服服的睡上一觉。
 
鼾声响起,我们的身体终于得到休息了。与此同时,繁忙了一天的大脑并未伴随着你关灯的动作而停止运转,而是开始了新的“使命”。
 
 
呼吸、饮食和水分,我们通过多样的方式汲取一天所需的能量,以支持正常的生命活动。当所有器官运行、消耗能量的同时,也相应地在产生代谢废物,比如蛋白质和多余的液体。此时,身体会启动一套装置(淋巴系统)帮助人们进行“排毒”。作为免疫系统的重要环节之一,淋巴导管贯穿全身,负责将细胞间隙积累的毒素和垃圾碎片进行吞噬、分解和转化,并最终借助血液循环系统和泌尿系统将其排出体外。
 
一切看似都非常完美,但接下来展示的几个数据却让人吃惊:
 
1.  大脑作为最精巧和最活跃的器官,也会产生大量的废物,但负责清洁的淋巴管道却在大脑中消失得无影无踪。
 
2.  生物进化的过程中,拥有高级认知功能的人类非但没有进化到不需要睡觉的程度,反而需要花费三分之一的时间用于睡眠。
 
 
大脑表面虽然千沟万壑,但内部却存在很多大空隙(例如脑室)。在空隙中有一个类似水龙头的装置(脉络丛),能够源源不断的产生干净透明的液体(脑脊液,CSF),并顺着空隙流到整个颅腔和脊椎之中。在大脑的外部,还有一个收集系统(蛛网膜颗粒),负责将流出的液体进行回收和利用。
 
利用这套设备,大脑找到了适合的流体的环境——脑脊液。在脑脊液和脑组织液进行不断交换的过程中,大脑间隙产生的垃圾(溶质)也会随着脑脊液一起进入到血液中。有趣的是,脑中垃圾的卸载和传送并不是杂乱无章进行的,而是有一个专门的管道网络。
 
研究人员利用成像技术和荧光标记技术发现,原本位于收集系统(蛛网膜颗粒)的脑脊液会沿着脑中血管分支路线回溯到脑中,并将脑细胞间隙中的废物带走。此外,一种脚板状的细胞(星型胶质细胞)贴附在血管壁周围,并且表达着大量的水通道蛋白(AQP4)。正是由于水通道蛋白的存在,解决了大脑难以通过简单扩散清除垃圾的难题,并且加快了脑脊液的流动速度和间质溶质的清除速率。这种依赖胶质细胞所构成的“类淋巴系统”其实是一个非常聪明的做法,因为大脑处于一个相对封闭的环境,被坚硬的头骨包围,空间有限,无法提供第二套像淋巴系统那样的通路,但从大脑表面延伸出来的血管却不一样,它可以轻易到达脑中每一个独立的细胞。大脑这种独特的“垃圾处理站”,不仅巧妙地解决了脑中的排污问题,而且拥有比淋巴系统更强大的运转效率。
 
 
大脑的独特之处远非如此。深入的研究表明大脑的“类淋巴系统”处理垃圾的时间几乎都集中在睡眠时期。此前,我们提及睡眠,更多的是将其和记忆的储存以及认知行为建立起联系,但这似乎无法解释低等生物,如苍蝇和蠕虫等,同样也需要充足的睡眠来进行自身稳态的调节。
 
白天,大脑作为高级指挥中枢,负责输送各种信号到达特定的位置,让机体有条不紊的发挥功能;夜幕降临,大脑卸下指挥官的徽章,换上另一新的身份——清洁工。睡眠时,大脑中的细胞会发生“缩水现象”,促使细胞间隙增大,使得含有大量胶质细胞的脑脊液更容易在脑中流动,并开始清洗一天积累下来的食物残渣(代谢废物)以及带走有毒物质(毒素)。
 
 
大脑里内的有毒物质,β-淀粉样蛋白,是神经毒性废物中的一种,这种蛋白的积累可以导致老年痴呆症(阿尔茨海默氏症,AD)。事实上,几乎所有的神经退行性疾病都与细胞废物的积累有关。一系列的临床实验表明,在AD病人和严重睡眠障碍的人群中,睡眠中的大脑对于β-淀粉样蛋白的清除速度要显著高于清醒状态。有趣的是,这种高效的清除机制和清除时间的长短无关,甚至与生物钟无关,而只与睡眠本身相关。因为即使在白天,小鼠或人通过药物和奖赏训练进入睡眠状态之后,β-淀粉样蛋白也会被清除。
 
尽管研究表明β-淀粉样蛋白的累积与睡眠质量的好坏呈现相关性,但仍旧存在疑问:究竟是AD 能够影响睡眠质量,还是睡眠质量会导致AD的产生呢?不过无论是哪种情况,不及时清理废物来维持大脑自身的清洁,都有可能会促进像老年痴呆症等病症的爆发和发展。
 
想一想,当我们通宵达旦玩手机的时候,大脑的清洁工还处在待命状态无法正常工作。随着时间的累积,大脑就像长期不打扫而布满灰尘和杂物的房间,正常细胞将因此没有足够的生存空间而死亡,并最终对大脑和机体健康产生永久性的且不可逆的损伤。
 
好好睡觉,记得给大脑清洁。
 
 
推荐 12