金煜

睡眠，或許是最好的清洗大腦的工具。去年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了大腦里的分子“垃圾處理系統(tǒng)”。日前，一份發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的論文稱，大腦在處于睡眠狀態(tài)時(shí)，這一“回收系統(tǒng)”最為活躍。換句話說(shuō)，睡眠狀態(tài)下，大腦處于最佳的“自我清洗”“自我排毒”的狀態(tài)。

大腦有條“下水道”

人體大部分“垃圾處理”是由淋巴系統(tǒng)來(lái)運(yùn)作的。淋巴會(huì)清理身體組織里破損、誤置的分子、病原體等新陳代謝后的廢物，將之輸送到血液。在這里，肝臟會(huì)對(duì)其分解，最終排泄出身體。

大腦卻不太一樣。對(duì)精細(xì)的大腦組織進(jìn)行調(diào)節(jié)的，是被稱為“腦血管障壁”的機(jī)制，這是一種血管和腦之間有選擇地阻止某些物質(zhì)由血液進(jìn)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(wú)法對(duì)大腦進(jìn)行“清洗”工作。大腦是怎么進(jìn)行“垃圾處理”的？之前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，分子廢物是在個(gè)體細(xì)胞之間被分解和回收的。去年，紐約羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家在老鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，其大腦同樣存在一個(gè)“下水管道”。大腦內(nèi)有一個(gè)過(guò)去沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的管道網(wǎng)絡(luò)，可以將大腦不需要的細(xì)胞外液和其它物質(zhì)排出。這一機(jī)制和身體其它部分的淋巴機(jī)制有點(diǎn)類似，因此，科學(xué)家將之稱為“類淋巴系統(tǒng)”。

清理管道可關(guān)可開(kāi)

這一研究開(kāi)始后，科學(xué)家還想繼續(xù)尋找大腦的“下水道”之謎。參與研究的科學(xué)家內(nèi)德加特說(shuō)，當(dāng)液體在細(xì)胞之間流動(dòng)時(shí)，需要大量能量。科學(xué)家就設(shè)想，大腦也許沒(méi)法一邊處理信息，一邊“大掃除”。因此，科學(xué)家決定研究在睡眠狀態(tài)下，這一清洗機(jī)制的活躍程度是否會(huì)不同。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)鼠處于睡眠或麻醉狀態(tài)時(shí)，大腦中的“垃圾處理”系統(tǒng)要比醒著時(shí)活躍得多，沖走廢棄物的腦脊髓液大量增加，流動(dòng)性大得多。研究者認(rèn)為，這種液體之所以會(huì)增加，可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)鼠睡眠時(shí)，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)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(dòng)。實(shí)驗(yàn)鼠醒來(lái)后，這些細(xì)胞又開(kāi)始變大，細(xì)胞之間的空間縮小，管網(wǎng)中用以沖走“臟東西”的液體又重新變得稀疏。

“臟東西”引發(fā)疾病

這一研究由美國(guó)國(guó)家神經(jīng)失調(diào)和中風(fēng)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(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了老年癡呆癥的一些新的秘密。

此前研究所知，一種介于肽和蛋白質(zhì)之間的物質(zhì)——淀粉樣蛋白和老年癡呆關(guān)系密切，會(huì)在老年癡呆患者大腦中集聚，形成疾病。此次研究發(fā)現(xiàn)，睡眠時(shí)淀粉樣蛋白被沖走的速度大增。

很多神經(jīng)性疾病，如老年癡呆、中風(fēng)和癡呆等，都和睡眠失調(diào)有著密切關(guān)系。這個(gè)研究能夠幫著解開(kāi)這些疾病之謎。內(nèi)德加特說(shuō)，研究顯示，睡眠不足時(shí)，大腦廢物會(huì)聚集起來(lái)，最終損害大腦。內(nèi)德加特將這些因大腦“垃圾”累積導(dǎo)致的大腦疾病稱為“臟腦”疾病。華盛頓大學(xué)腦神經(jīng)科學(xué)家和老年癡呆癥研究者大衛(wèi)·霍爾茲曼表示，這個(gè)研究相當(dāng)重要。通常人們很少會(huì)想到睡眠周期和神經(jīng)退化性疾病之間的關(guān)系?！斑@個(gè)研究告訴我們，日常生活中的習(xí)慣，哪怕是睡覺(jué)，都可能會(huì)在今后帶來(lái)一定問(wèn)題。”

在內(nèi)德加特看來(lái)，睡眠時(shí)被沖走的廢物蛋白質(zhì)是對(duì)大腦細(xì)胞有害的“垃圾”，這可以解釋為什么當(dāng)人們前一夜沒(méi)睡好時(shí)，總會(huì)思維不清晰，而如果長(zhǎng)時(shí)間得不到睡眠，甚至?xí)?dǎo)致動(dòng)物或人的死亡。新的研究還可以引發(fā)社會(huì)層面的思考，“這可以引發(fā)很多夜班工作者關(guān)于換班制的討論。如果你睡眠不足，可能就會(huì)引發(fā)疾病?！?/p>

睡眠的多功能

目前，內(nèi)德加特等人所做的研究辨別出了實(shí)驗(yàn)鼠在入睡時(shí)的“洗腦”狀態(tài)。接下來(lái)，科學(xué)家可以將之?dāng)U展到其它生物上。也有科學(xué)家認(rèn)為，這個(gè)研究不一定意味著睡眠的唯一功能就是“清洗”。英國(guó)薩里大學(xué)睡眠科學(xué)家德克·戴克說(shuō)，單一功能并不能以一概全，“睡眠可能有很多功能，就像到了周末，可以購(gòu)物、社交，也可以大掃除一樣?！?/p>

薩里大學(xué)另一名睡眠專家拉夫里奧·索瑪表示，“清洗”并不一定是睡眠目的的全部，“睡眠和所有一切相關(guān)：新陳代謝、生理狀態(tài)、消化，所有一切?！彼Ｍ芸吹綄?shí)驗(yàn)證明，缺乏睡眠的人群的確有大腦中廢物聚集的現(xiàn)象，而睡眠則可以消減這些廢物。

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人為何要睡覺(jué)

人一生中有三分之一的時(shí)間都花在了夢(mèng)鄉(xiāng)之中。從演化的角度而言，睡眠這么浪費(fèi)時(shí)間，不利于競(jìng)爭(zhēng)和繁衍。可到底為什么還要睡覺(jué)？從生理研究角度講，睡眠的功能到底是什么呢？

在睡覺(jué)的問(wèn)題上，科學(xué)家有著許多的疑問(wèn)，也已經(jīng)研究、猜測(cè)了很長(zhǎng)時(shí)間。然而，相比人為什么要吃飯，人為什么要呼吸這些簡(jiǎn)單易懂的問(wèn)題，解答人為什么要睡覺(jué)，卻似乎難得多，人為什么要睡覺(jué)，這成了人類所有活動(dòng)中最難理解的一個(gè)。之前的生理學(xué)家們有著各種人為什么要睡覺(jué)的理論。有人認(rèn)為，睡眠是身體要進(jìn)行“維修工作”，對(duì)身體有著恢復(fù)的作用；有人認(rèn)為，睡眠時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多化學(xué)物質(zhì)，可以在白天工作中給人體使用。有人認(rèn)為，睡眠是為了加強(qiáng)記憶；還有人認(rèn)為，睡眠可以自我調(diào)節(jié)神經(jīng)元，是人類大腦發(fā)展的必要步驟，但是，科學(xué)家始終未能在這個(gè)問(wèn)題上達(dá)成統(tǒng)一意見(jiàn)。endprint