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睡眠时脑血管如何清除大脑废物?新研究揭示关键机制

“洗脑”一词通常引发负面联想,但大脑健康确实依赖于这一过程。挪威奥斯陆大学(University of Oslo)的科学家们最近有了重要发现,揭示了睡眠时脑血管如何以特定模式收缩和扩张,从而清除大脑中的有害废物。该研究发表于《自然-通讯》(Nature Communications),为预防阿尔茨海默病等神经退行性疾病提供了新思路。

睡眠时大脑正在被清洗:大脑持续产生代谢废物,若积累过多,会增加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”过程比清醒时高效得多,但原因此前尚不清楚。奥斯陆大学基础医学研究所的Rune Enger副教授解释道:“我们的发现可以帮助找到治疗甚至预防阿尔茨海默病的新方法,还有助于制定更有效的脑部药物输送策略。”

睡眠时脑血管以特定模式扩张和收缩:大脑中的废物沿脑血管周围的专门通道(血管周围间隙)排出。研究人员让小鼠自然入睡,使用先进的激光显微镜观察其大脑。他们发现,小鼠熟睡时,脑血管(尤其是动脉)以特定模式扩张和收缩,而清醒时则无此现象。这些运动可能像泵一样推动液体,清除大脑废物。

不仅深度睡眠对清除废物重要:此前认为只有深度睡眠参与废物清除,但本研究观察到,在整个睡眠周期的每个阶段(包括深度睡眠、快速眼动睡眠和短暂觉醒),动脉都有不同表现。深度睡眠时动脉缓慢扩张和收缩;快速眼动睡眠时振荡变小,动脉保持扩张;睡眠周期结束时动脉迅速收缩。第一作者Laura Bojarskaite博士形容:“每个睡眠阶段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:这些动脉运动影响血管周围通道的大小,从而影响脑内液体和分子的运输。研究人员通过生物力学计算机建模证实,动脉的扩张和收缩及其周围通道的同步变化对流体流动和物质运输有显著影响。该研究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脑部药物输送的潜在靶点。

(责任编辑:泉水)