大腦有自己的洗衣機來清除廢物,稱為「廢物」。。我們已經知道它有一段時間了,但直到現在,沒有人確切知道是什麼驅動了這個系統。研究老鼠的新研究發現,一種稱為去甲腎上腺素的分子如何在老鼠睡覺時「洗腦」中發揮關鍵作用,它也可能對人類睡眠和助眠劑的使用產生重大影響。
大腦是一個非常繁忙的器官,在工作時會累積有毒蛋白質,導致黏性斑塊。這些斑塊與多種神經系統疾病有關,包括,但大腦有一個內建系統可以清除麻煩的有毒蛋白質:類淋巴系統。
長期以來,人們一直認為睡眠的關鍵功能之一是使類淋巴系統開始運作,使大腦和脊髓中的液體循環,以有效地排出有毒蛋白質。然而,這一切如何運作仍然存在疑問。
羅徹斯特大學和哥本哈根大學的資深作者 Maiken Nedergaard 在一篇文章中說:“這就像你在睡覺前打開洗碗機,醒來時大腦一片乾淨。”陳述。 “我們本質上是在問是什麼驅動了這個過程,並試圖根據類淋巴清除來定義恢復性睡眠。”
Nedergaard 和同事使用小鼠模型來研究睡眠期間大腦發生的情況,特別關注深度睡眠階段去甲腎上腺素和血流的作用。他們發現,在深度睡眠期間,老鼠的腦幹大約每 50 秒就會釋放出甲腎上腺素波。這種釋放引發了血管有節奏的脈動,導致周圍的液體以一種可以清除廢物的方式流動。
「你可以將去甲腎上腺素視為管弦樂團的指揮,」哥本哈根大學和牛津大學的主要作者娜塔莉·豪格倫德補充道。 “動脈的收縮和擴張是和諧的,然後驅動腦脊髓液穿過大腦,清除廢物。”
去甲腎上腺素的波與腦血量的變化有關,這表明血管的運動有效地發揮了泵的作用,打開了大腦的「洗碗機」。
雖然這些結果是基於小鼠的,但它們可能帶來對研究人類睡眠有用的見解,研究人員特別感興趣的一個領域是助眠藥物可能產生的影響。
「越來越多的人使用安眠藥,了解這是否是健康的睡眠非常重要,」豪格倫德說。 “如果人們沒有充分享受睡眠的好處,他們應該意識到這一點,以便做出明智的決定。”
我們知道人類也有類淋巴系統,先前的研究表明,我們在腦血流量、液體和去甲腎上腺素的釋放方面看到了類似的波動,但需要更多的研究來看看這項在小鼠身上觀察到的結果是否適用於我們自己的物種。此外,一個單獨研究研究小鼠的結論是,睡眠期間類淋巴液清除效率實際上較低,但值得注意的是,這是當它被發佈時。
仍有許多工作要做,但為了一個有價值的事業,因為希望透過更好地了解人類需要什麼才能獲得良好的夜間休息,我們也許能夠對阿茲海默症等神經系統疾病採取預防方法,這種疾病的風險有時會增加在那些人中更高。
「現在我們知道去甲腎上腺素正在推動大腦的清潔,我們可能會想出如何讓人們獲得長時間且恢復性的睡眠,」尼德加德總結道。
該研究發表在期刊上細胞。