睡眠,或许是最好的清洗大脑的工具。去年,科学家发现了大脑里的分子“垃圾处理系统”。日前,一份发表在《科学》杂志上的论文称,大脑在处于睡眠状态时,这一“回收系统”最为活跃。换句话说,睡眠状态下,大脑处于最佳的“自我清洗”、“自我排毒”的状态。
大脑有条“下水道”
人体大部分“垃圾处理”是由淋巴系统来运作的。淋巴会清理身体组织里破损、误置的分子、病原体等新陈代谢后的废物,将之输送到血液。在这里,肝脏会对其分解,最终排泄出身体。
大脑却不太一样。对精细的大脑组织进行调节的,是被称为“脑血管障壁”的机制,这是一种血管和脑之间有选择地阻止某些物质由血液进入脑的“屏障”。淋巴虽然可以在全身各处大展身手,却被阻止在大脑之外,无法对大脑进行“清洗”工作。
大脑是怎么进行“垃圾处理”的?之前,科学家发现,分子废物是在个体细胞之间被分解和回收的。去年,纽约罗切斯特大学的科学家在老鼠实验中发现,其大脑同样存在一个“下水管道”。大脑内有一个过去没有发现的管道网络,可以将大脑不需要的细胞外液和其他物质排出。这一机制和身体其他部分的淋巴机制有点类似,因此,科学家将之称为“类淋巴系统”。
清理管道可关可开
这一研究开始后,科学家还想继续寻找大脑的“下水道”之谜。
参与研究的科学家内德加特说,当液体在细胞之间流动时,需要大量能量。科学家就设想,大脑也许没法一边处理信息,一边“大扫除”。因此,科学家决定研究在睡眠状态下,这一清洗机制的活跃程度是否会不同。
研究结果发现,实验鼠处于睡眠或麻醉状态时,大脑中的“垃圾处理”系统要比醒着时活跃得多,冲走废弃物的脑脊髓液大量增加,流动性大得多。研究者认为,这种液体之所以会增加,可能因为实验鼠睡眠时,神经胶质细胞发生收缩,使得类淋巴管道和血管之间的空间增加了60%,让更多的液体可以在大脑中流动。实验鼠醒来后,这些细胞又开始变大,细胞之间的空间缩小,管网中用以冲走“脏东西”的液体又重新变得稀疏。
大脑“脏东西”引发疾病
这一研究由美国国家神经失调和中风研究所资助,最终目的是希望寻找一些疾病的根源。此次研究中,科学家进一步发现了老年痴呆症的一些新的秘密。
此前研究所知,一种介于肽和蛋白质之间的物质——淀粉样蛋白和老年痴呆关系密切,会在老年痴呆患者大脑中集聚,形成疾病。此次研究发现,睡眠时淀粉样蛋白被冲走的速度大增。
很多神经性疾病,如老年痴呆、中风和痴呆等,都和睡眠失调有着密切关系。这个研究能够帮着解开这些疾病之谜。内德加特说,研究显示,睡眠不足时,大脑废物会聚集起来,最终损害大脑。内德加特将这些因大脑“垃圾”累积导致的大脑疾病称为“脏脑”疾病。
华盛顿大学脑神经科学家和老年痴呆症研究者大卫·霍尔兹曼表示,这个研究相当重要。通常人们很少会想到睡眠周期和神经退化性疾病之间的关系。“这个研究告诉我们,日常生活中的习惯,哪怕是睡觉,都可能会在今后带来一定问题。”
在内德加特看来,睡眠时被冲走的废物蛋白质是对大脑细胞有害的“垃圾”,这可以解释为什么当人们前一夜没睡好时,总会思维不清晰,而如果长时间得不到睡眠,甚至会导致动物或人的死亡。新的研究还可以引发社会层面的思考,“这可以引发很多夜班工作者关于换班制的讨论。如果你睡眠不足,可能就会引发疾病。”
清洗大脑是唯一功能?
目前,内德加特等人所做的研究辨别出了实验鼠在入睡时的“洗脑”状态。接下来,科学家可以将之扩展到其他生物上。
也有科学家认为,这个研究不一定意味着睡眠的唯一功能就是“清洗”。英国萨里大学睡眠科学家德克·戴克说,单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,可以购物、社交,也可以大扫除一样。”
萨里大学另一名睡眠专家拉夫里奥·索玛表示,“清洗”并不一定是睡眠目的的全部,“睡眠和所有一切相关:新陈代谢、生理状态、消化,所有一切。”她希望能看到实验证明,缺乏睡眠的人群的确有大脑中废物聚集的现象,而睡眠则可以消减这些废物。(金煜)
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人为何睡觉难住科学家
人一生中有三分之一的时间都花在了梦乡之中,从演化的角度而言,睡眠这么浪费时间,不利于竞争和繁衍,可到底为什么还要睡觉?从生理研究角度讲,睡眠的功能到底是什么呢?
在睡觉的问题上,科学家有着许多的疑问,也已经研究、猜测了很长时间。然而,相比人为什么要吃饭,人为什么要呼吸这些简单易懂的问题,解答人为什么要睡觉,却似乎难得多,人为什么要睡觉,这成了人类所有活动中最难理解的一个。
之前的生理学家们有着各种人为什么要睡觉的理论。有人认为,睡眠是身体要进行“维修工作”,对身体有着恢复的作用;有人认为,睡眠时会产生很多化学物质,可以在白天工作中给人体使用。
有人认为,睡眠是为了加强记忆,是人类保持记忆和学习能力的重要环节,即,人在睡觉时,一些记忆情节可能转化为长期的储存;有人认为,睡眠是为了调节新陈代谢和免疫系统。
还有人认为,睡眠可以自我调节神经元,是人类大脑发展的必要步骤,比如,当大脑发生快速眼球运动时,即意味着神经元高速运转,也意味着大脑正在发展之中。但是,科学家始终未能在这个问题上达成统一意见。
睡眠不足的危害
恐慌
睡眠不足会放大脑细胞对恐惧的反应,引起恐慌。
生物钟紊乱
睡眠不足导致体内生物钟破坏,生理正常的节奏被打乱,很容易形成肥胖。
中风
美国睡眠医学会研究发现,经常性每晚睡眠不足6小时会导致中风危险显著增加。
乳腺癌
经常睡眠时间不足的妇女更有可能患上乳腺癌,且睡眠不足会削弱运动对人体的作用。
扩大食欲
睡眠不足不仅会刺激食欲,它同时也刺激人体渴望高脂肪、高碳水化合物的念头。
抑郁
睡眠不足和睡眠障碍可导致抑郁症的生成,失眠往往是抑郁症的先兆之一。
愚钝
睡眠对思维和学习能力起着重要作用,缺乏睡眠从多方面影响着人的认识过程。
高血压
睡眠不足也可能引发心血管疾病,诸如心律不齐、高血压、心脏衰竭等。
糖尿病
长期没有足够睡眠的人会对胰岛素失去敏感性,时间长了就可能会引起糖尿病。
引发事故
研究表明,睡眠不足以及睡眠质量差的人群容易引发交通事故、工伤和意外。
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