睡眠时血管清除大脑废物

奥斯陆大学

奥斯陆大学 Laura Bojarskaite 博士和 Rune Enger 副教授。图片来源：Cecilie Bakken Hostmark，奥斯陆大学

洗脑 "一词通常会引发负面联想。但我们的大脑健康确实取决于它。奥斯陆大学（University of Oslo）的科学家们最近有了新的重要发现，即我们在睡觉时如何以及为什么会出现这种情况。

当我们睡觉时，脑血管会以特定的模式收缩和扩张，这可能是清除大脑中有害废物的关键机制之一。

"我们的发现可以帮助我们找到治疗甚至预防阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的新方法。奥斯陆大学莱腾中心的鲁恩-恩格（Rune Enger）副教授解释说："这些发现还有助于制定更有效地向大脑输送药物的策略。

睡眠时大脑正在被清洗

洗脑 "或 "清除大脑废物 "是清除大脑中有害废物的过程。大脑会不断产生废物，如果积累过多，就会增加罹患阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的风险。

"睡眠时的'洗脑'过程要比清醒时有效得多。原因尚不清楚，"在基础医学研究所工作的恩格尔说。他是这篇发表在《自然-通讯》上的新文章的最后一位作者。

睡眠时脑血管以特定模式扩张和收缩

大脑中的废物会沿着脑血管周围的专门通道排出体外。因此，血管的运动可能会影响这一过程。研究人员让小鼠自然入睡，然后使用先进的激光显微镜检查它们大脑中的情况。

他们发现，当小鼠熟睡时，大脑中的血管，特别是动脉，会以某种模式扩张和收缩。而在清醒的小鼠身上却观察不到这种运动。当我们熟睡时，这些运动可能会在大脑周围泵送液体，清除大脑中的废物。

不仅深度睡眠对清除大脑废物很重要

到目前为止，人们一直认为只有深度睡眠才会参与清除废物的过程。然而，在这项研究中，研究人员观察到了惊人的现象：在整个睡眠周期的每个睡眠阶段，包括深度睡眠、快速动眼期睡眠，甚至是我们夜间睡眠中的短暂觉醒，这些都是睡眠周期的自然组成部分。

在深度睡眠期间，动脉会缓慢地扩张和收缩，但当小鼠过渡到快速动眼期睡眠时，这些振荡会变得更小，同时动脉会缓慢扩张。在快速眼动睡眠中，动脉一直保持扩张状态，然后在睡眠周期结束时迅速收缩到与入睡前相同的大小。这种收缩也发生在我们睡眠时经历的短暂觉醒过程中。

"第一作者之一劳拉-博雅斯凯特博士说："就好像睡眠周期的每个部分都有其独特的脑动脉舞蹈。

血管抽动促进脑液流动和分子运输

研究人员发现，这些依赖于睡眠周期的动脉扩张和收缩会影响血管周围通道的大小，而这些通道对于脑内液体和分子的运输非常重要。这些通道随血管的扩张而扩张，随血管的收缩而收缩，这使恩格和他的同事们相信，液体的流动也受到了影响。

研究人员接着使用生物力学计算机建模和模拟。

"总之，我们发现动脉的扩张和收缩以及动脉周围通道的同步变化对大脑中的流体流动和物质运输都有很大的影响，"领导这项研究的计算机建模工作的 Kent-Andre Mardal 解释说。

研究人员认为，这项新研究可以解释为什么睡眠时大脑中的液体流动和废物清除与清醒时不同，并将睡眠中的血管动力学确定为预防神经退行性疾病和改善大脑药物输送的潜在目标。

(责任编辑：泉水)