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睡眠是大腦毒素清道夫!科學家拍下「洗腦」過程,這樣排毒不徹底最傷

早安健康 標誌 早安健康 2022/6/23 林慶旺(資深醫學書籍翻譯者)
【早安健康/林慶旺(資深醫學書籍翻譯者)】 睡眠是大腦毒素清道夫!腦脊髓液幫助 「洗腦」 清除毒素 科學家們早就推測,睡眠的功能之一是恢復和修復大腦,但這是否是睡眠的「核心」目的,仍然存在爭議... © 由 早安健康 公司提供 【早安健康/林慶旺(資深醫學書籍翻譯者)】 睡眠是大腦毒素清道夫!腦脊髓液幫助 「洗腦」 清除毒素 科學家們早就推測,睡眠的功能之一是恢復和修復大腦,但這是否是睡眠的「核心」目的,仍然存在爭議...

【早安健康/林慶旺(資深醫學書籍翻譯者)】

睡眠是大腦毒素清道夫!腦脊髓液幫助

「洗腦」

清除毒素

科學家們早就推測,睡眠的功能之一是恢復和修復大腦,但這是否是睡眠的「核心」目的,仍然存在爭議。如今,麥肯.尼德佳德博士發現了直接的實驗證據,表明小鼠大腦在睡眠期間,會通過擴大神經元之間的通道,進行自我清潔,從而使腦脊髓液流入。

液體沖洗掉β-澱粉樣蛋白等碎屑,這些碎屑在阿茲海默症中積累為斑塊,速度是小鼠睡覺時的兩倍。多年來,科學家們一直堅信大腦是一個巨大的廢物回收器,不像身體其他部分通過淋巴系統處理廢物。科學家們認為腦脊髓液只是為了保護大腦免於撞擊頭骨而存在的物質。 

實際上,我們睡覺時腦脊髓液流入並貫穿大腦,以填補缺失血液的空隙。當我們睡覺時,每90分鐘循環一次五個階段的睡眠週期,腦脊髓液就會進出,輕輕地清除我們大腦中的毒素。

睡眠非常優雅地充當清除大腦毒素的「清道夫」。如果一直不睡覺,毒素會在大約200小時後,積聚並置人於死。在睡眠不足的情況下,這些毒素會隨著時間一分一秒的增加,要了我們的命。 

夜深人靜之際,你的大腦正在發生神奇的事。你睡著的時候,真的被洗了腦,血液會週期性地大量注入大腦。每當血液大量注入,腦脊髓液就趁機進入清除毒素,比如導致阿茲海默症的β-澱粉樣蛋白。

2019年,美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)神經科學博士、波士頓大學(Boston University)生物醫學系助理教授勞拉.露依絲(Laura Lewis)的團隊,史無前例地拍下了大腦清洗毒素的過程。

而這樣的清洗,只有在睡著後才能做到,讓人一覺醒來,擁有一個清爽的大腦;沒睡著的時候,腦脊髓液並沒有充分的機會趁虛而入。另外,研究人員還發現了腦電活動和清洗過程之間的關係,也就是說腦電波指揮了液體運動。這項成果,發表在《科學》(Science)雜誌上。

為何睡著才能「洗腦」

為何只有睡著才能洗腦?當你睡著之後,大腦會經歷幾個不同的階段:

從淺層睡眠,到失去意識的深層睡眠,再到眼球快速運動(REM)睡眠,也就是容易作夢的狀態。這項新的研究,是專注在非眼球快速運動睡眠(NREM)的階段,就是沒到要作夢的時候,也是對大腦保留記憶(Memory Retention),非常重要的階段。

新的人體臨床實驗發現,當人陷入沉睡後,新鮮的腦脊髓液會開始像海嘯一樣,一波波湧上大腦,清除腦中堆積的有害蛋白質,比如導致阿茲海默症的β-澱粉樣蛋白,這項發現可以解釋為什麼睡眠對我們而言非常重要。

腦脊髓液(cerebrospinal fluid, CSF)是一種充斥在腦內顱骨(skull)與蜘蛛膜下腔(subarachnoid space)、含有微膠質細胞(microglia)的透明純生理食鹽水,具有三大主要功能:做為緩衝層保護大腦和脊髓、為神經系統提供營養、清除大腦代謝廢物,一個成年人的腦脊髓液總體積約140~270毫升。

動物研究已表明腦脊髓液具有「洗腦作用」,會在身體入睡後一波波來回流動,以清除腦中有害物質,包括和阿茲海默症息息相關的β-澱粉樣蛋白。只是隨著年歲漸長,腦脊髓液流動速度減慢,從而導致有毒蛋白質累積。

現在波士頓大學生物醫學系助理教授勞拉.露依絲團隊的新人體臨床實驗再度佐證,腦脊髓液在人腦中也發揮類似的清掃功能。

實驗中,13名受試者(23~33歲)被要求戴著腦電圖並躺進磁振造影(MRI)機器內睡覺,在磁振造影掃描下,大腦中的血氧含量、腦脊髓液的流動方向與流量都無所遁形。

當受試者陷入沉睡(眼球非快速運動睡眠期,NREM)狀態,研究人員發現神經元電活動慢波首先席捲大腦,接著大腦氧氣含量降低(代表血液離開大腦),然後大量新鮮的腦脊髓液開始有節奏地湧入大腦(每20秒)。

本文摘自《不懂睡眠就失眠》/林慶旺(資深醫學書籍翻譯者)/時報出版

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