睡眠,或許是最好的清洗大腦的工具。去年,科學家發現了大腦里的分子“垃圾處理系統”。日前,一份發表在《科學》雜誌上的論文稱,大腦在處於睡眠狀態時,這一“回收系統”最為活躍。換句話說,睡眠狀態下,大腦處於最佳的“自我清洗”、“自我排毒”的狀態。
  大腦有條“下水道”
  人體大部分“垃圾處理”是由淋巴系統來運作的。淋巴會清理身體組織里破損、誤置的分子、病原體等新陳代謝後的廢物,將之輸送到血液。在這裡,肝臟會對其分解,最終排泄出身體。
  大腦卻不太一樣。對精細的大腦組織進行調節的,是被稱為“腦血管障壁”的機制,這是一種血管和腦之間有選擇地阻止某些物質由血液進入腦的“屏障”。淋巴雖然可以在全身各處大展身手,卻被阻止在大腦之外,無法對大腦進行“清洗”工作。
  大腦是怎麼進行“垃圾處理”的?之前,科學家發現,分子廢物是在個體細胞之間被分解和回收的。去年,紐約羅切斯特大學的科學家在老鼠實驗中發現,其大腦同樣存在一個“下水管道”。大腦內有一個過去沒有發現的管道網絡,可以將大腦不需要的細胞外液和其他物質排出。這一機制和身體其他部分的淋巴機制有點類似,因此,科學家將之稱為“類淋巴系統”。
  清理管道可關可開
  這一研究開始後,科學家還想繼續尋找大腦的“下水道”之謎。
  參與研究的科學家內德加特說,當液體在細胞之間流動時,需要大量能量。科學家就設想,大腦也許沒法一邊處理信息,一邊“大掃除”。因此,科學家決定研究在睡眠狀態下,這一清洗機制的活躍程度是否會不同。
  研究結果發現,實驗鼠處於睡眠或麻醉狀態時,大腦中的“垃圾處理”系統要比醒著時活躍得多,沖走廢棄物的腦脊髓液大量增加,流動性大得多。研究者認為,這種液體之所以會增加,可能因為實驗鼠睡眠時,神經膠質細胞發生收縮,使得類淋巴管道和血管之間的空間增加了60%,讓更多的液體可以在大腦中流動。實驗鼠醒來後,這些細胞又開始變大,細胞之間的空間縮小,管網中用以沖走“髒東西”的液體又重新變得稀疏。
  大腦“髒東西”引發疾病
  這一研究由美國國家神經失調和中風研究所資助,最終目的是希望尋找一些疾病的根源。此次研究中,科學家進一步發現了老年痴獃症的一些新的秘密。
  此前研究所知,一種介於肽和蛋白質之間的物質——澱粉樣蛋白和老年痴獃關係密切,會在老年痴獃患者大腦中集聚,形成疾病。此次研究發現,睡眠時澱粉樣蛋白被沖走的速度大增。
  很多神經性疾病,如老年痴獃、中風和痴獃等,都和睡眠失調有著密切關係。這個研究能夠幫著解開這些疾病之謎。內德加特說,研究顯示,睡眠不足時,大腦廢物會聚集起來,最終損害大腦。內德加特將這些因大腦“垃圾”累積導致的大腦疾病稱為“臟腦”疾病。
  華盛頓大學腦神經科學家和老年痴獃症研究者大衛·霍爾茲曼表示,這個研究相當重要。通常人們很少會想到睡眠周期和神經退化性疾病之間的關係。“這個研究告訴我們,日常生活中的習慣,哪怕是睡覺,都可能會在今後帶來一定問題。”
  在內德加特看來,睡眠時被沖走的廢物蛋白質是對大腦細胞有害的“垃圾”,這可以解釋為什麼當人們前一夜沒睡好時,總會思維不清晰,而如果長時間得不到睡眠,甚至會導致動物或人的死亡。新的研究還可以引發社會層面的思考,“這可以引發很多夜班工作者關於換班制的討論。如果你睡眠不足,可能就會引發疾病。”
  清洗大腦是唯一功能?
  目前,內德加特等人所做的研究辨別出了實驗鼠在入睡時的“洗腦”狀態。接下來,科學家可以將之擴展到其他生物上。
  也有科學家認為,這個研究不一定意味著睡眠的唯一功能就是“清洗”。英國薩里大學睡眠科學家德克·戴克說,單一功能並不能以一概全,“睡眠可能有很多功能,就像到了周末,可以購物、社交,也可以大掃除一樣。”
  薩里大學另一名睡眠專家拉夫里奧·索瑪表示,“清洗”並不一定是睡眠目的的全部,“睡眠和所有一切相關:新陳代謝、生理狀態、消化,所有一切。”她希望能看到實驗證明,缺乏睡眠的人群的確有大腦中廢物聚集的現象,而睡眠則可以消減這些廢物。(金煜)
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  人為何睡覺難住科學家
  人一生中有三分之一的時間都花在了夢鄉之中,從演化的角度而言,睡眠這麼浪費時間,不利於競爭和繁衍,可到底為什麼還要睡覺?從生理研究角度講,睡眠的功能到底是什麼呢?
  在睡覺的問題上,科學家有著許多的疑問,也已經研究、猜測了很長時間。然而,相比人為什麼要吃飯,人為什麼要呼吸這些簡單易懂的問題,解答人為什麼要睡覺,卻似乎難得多,人為什麼要睡覺,這成了人類所有活動中最難理解的一個。
  之前的生理學家們有著各種人為什麼要睡覺的理論。有人認為,睡眠是身體要進行“維修工作”,對身體有著恢復的作用;有人認為,睡眠時會產生很多化學物質,可以在白天工作中給人體使用。
  有人認為,睡眠是為了加強記憶,是人類保持記憶和學習能力的重要環節,即,人在睡覺時,一些記憶情節可能轉化為長期的儲存;有人認為,睡眠是為了調節新陳代謝和免疫系統。
  還有人認為,睡眠可以自我調節神經元,是人類大腦發展的必要步驟,比如,當大腦發生快速眼球運動時,即意味著神經元高速運轉,也意味著大腦正在發展之中。但是,科學家始終未能在這個問題上達成統一意見。
  睡眠不足的危害
  恐慌
  睡眠不足會放大腦細胞對恐懼的反應,引起恐慌。
  生物鐘紊亂
  睡眠不足導致體內生物鐘破壞,生理正常的節奏被打亂,很容易形成肥胖。
  中風
  美國睡眠醫學會研究發現,經常性每晚睡眠不足6小時會導致中風危險顯著增加。
  乳腺癌
  經常睡眠時間不足的婦女更有可能患上乳腺癌,且睡眠不足會削弱運動對人體的作用。
  擴大食欲
  睡眠不足不僅會刺激食欲,它同時也刺激人體渴望高脂肪、高碳水化合物的念頭。
  抑鬱
  睡眠不足和睡眠障礙可導致抑鬱症的生成,失眠往往是抑鬱症的先兆之一。
  愚鈍
  睡眠對思維和學習能力起著重要作用,缺乏睡眠從多方面影響著人的認識過程。
  高血壓
  睡眠不足也可能引發心血管疾病,諸如心律不齊、高血壓、心臟衰竭等。
  糖尿病
  長期沒有足夠睡眠的人會對胰島素失去敏感性,時間長了就可能會引起糖尿病。
  引發事故
  研究表明,睡眠不足以及睡眠質量差的人群容易引發交通事故、工傷和意外。  (原標題:閉上眼睛一起“洗洗腦”)
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