俗话说,一个好睡眠换来一个清醒的头脑。最近,一项新研究赋予这句俗语新的内涵。美国罗彻斯特大学医学中心的研究人员发现,一个清理大脑垃圾的系统在人们睡觉时高度活跃。这可能转变科学家对睡觉的生物学功能的理解,并为治疗神经障碍疾病开辟新路。
自古希腊开始,哲学家和科学家都在研究睡觉的功能。如果从实用的角度,很难理解睡觉这个生物状态。睡觉有个致命的缺点,容易遭受猎手的攻击。即使有研究发现,睡觉有助于存储和巩固记忆,这些优势也很难抵消易受攻击的劣势。所以,科学家猜想,睡觉一定还有更重要的生物学功能,不然它就可能是进化犯的一个大错。
一直以来,大脑清理垃圾的过程对科学家来说是个谜。淋巴系统负责清除身体其他部位的垃圾,但是,它的作用没有扩展到大脑,因为大脑有一个独立的微环境,通过血脑屏障严格控制进出大脑的物质。2012年,研究人员利用双光子显微术,观察到小鼠的大脑——与人类的大脑极其相似——有个类似水管的系统,负责清理大脑细胞里的垃圾。适时地清理大脑细胞里的垃圾是极其重要的,像β淀粉样蛋白这样的毒性蛋白在大脑中累积,容易引起阿尔兹海默症。事实上,几乎每一种神经退行性病变都与细胞垃圾的累积有关。
最近,研究人员通过在小鼠大脑里的一系列实验,观察到该系统在小鼠睡觉时的活跃程度比醒着时高出近10倍,睡着的大脑可以清理出更多的β淀粉样蛋白。研究人员推测,清理过程与处理信息很难同步,大脑似乎只能在这两种功能状态中选择其一,醒着并有意识,睡觉并清理垃圾。你可以想象它是在开一个家庭聚会,或者娱乐宾客,或者清理房间,但是不能同时进行。
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