睡眠會促進大腦排出毒素?
來源:科普時報
作者:王 欣
發布時間:2024-07-01
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近日,英國倫(lun) 敦帝國理工學院神經科學家Miao等人在國際科技期刊《自然·神經科學》發表一篇研究論文指出,在睡眠和麻醉狀態下,大腦毒素的清除率會(hui) 顯著降低。研究人員向小鼠大腦注射了一種熒光染料,觀察熒光染料從(cong) 小鼠大腦某個(ge) 區域移動到另一個(ge) 區域,並從(cong) 大腦中清除的速度。他們(men) 發現,與(yu) 保持清醒的小鼠相比,睡眠和處於(yu) 麻醉狀態的小鼠對染料的清除率分別降低了約30%和50%。這一發現挑戰了以往關(guan) 於(yu) 睡眠有利於(yu) 大腦清除毒素的主流觀點。

大腦代謝過程中會(hui) 產(chan) 生多種化學物質,這些物質對於(yu) 維持大腦功能至關(guan) 重要。同時,某些疾病可能導致異常代謝產(chan) 物的積累。這些異常代謝產(chan) 物被稱為(wei) “大腦毒素”,包括過量的神經遞質、β-澱粉樣蛋白、tau蛋白、氧自由基、重金屬、藥物殘留、塑料化合物等。

以往主流觀點認為(wei) ,大腦中存在一個(ge) 類似“垃圾轉運車”的膠質淋巴係統。星形膠質細胞的足突在膠質淋巴係統中扮演關(guan) 鍵角色,它們(men) 調節腦脊液和組織液之間的交換,將大腦毒素清除出腦脊液,通過組織液進入血液循環後由腎髒等器官排出體(ti) 外。一係列研究顯示,膠質淋巴係統的功能在睡眠及麻醉時大大增強,而在衰老、腦外傷(shang) 、阿爾茨海默病、中風和糖尿病時則顯著降低。這表明長期睡眠不足可能導致認知功能下降,並增加神經退行性疾病的風險。

Miao等人的實驗結果與(yu) 主流觀點相反,但並不足以推翻主流觀點。首先,實驗使用的是熒光染料,而不是大腦的代謝產(chan) 物。大腦對熒光染料的代謝速度並非與(yu) 對自身代謝產(chan) 物的代謝速度成正比,兩(liang) 者的分子結構不同,代謝途徑很可能不一樣。其次,這個(ge) 實驗將熒光染料注射到大腦皮層下核團,然後測量到達額葉皮層的熒光染料濃度,以此推測熒光染料的擴散速度和清除速度。該實驗並沒有測量這些熒光染料在整個(ge) 大腦的運輸過程。受到實驗技術的限製,目前科學家很難對腦脊液的運輸過程和成分變化進行實時、動態監測,要想知道睡眠到底會(hui) 促進還是抑製大腦的排毒,還需要更多的實驗來驗證。

盡管Miao的實驗對主流學術觀點提出了挑戰,但也並不能質疑睡眠的重要性。

睡眠有助於(yu) 維持和促進神經可塑性。神經可塑性是學習(xi) 、記憶和大腦適應環境變化的基礎。睡眠期間,大腦中神經元之間會(hui) 形成新的突觸連接,有利於(yu) 記憶鞏固。

睡眠期間,大腦的前額葉和杏仁核等情緒相關(guan) 腦區進行修複,有助於(yu) 第二天更好地處理情緒。睡眠不足與(yu) 情緒波動、焦慮和抑鬱症狀增加有關(guan) 。

睡眠對於(yu) 維持大腦的免疫功能也很重要。腦中的小膠質細胞在睡眠期間更活躍,它們(men) 是腦的免疫細胞,負責清除受損細胞和病原體(ti) 。睡眠不足可能會(hui) 削弱大腦的免疫防禦,增加感染疾病的風險。

快速眼動睡眠期間,腦血流量增加,營養(yang) 物質和氧氣的供應增加,腦細胞會(hui) 進行能量儲(chu) 備,這種能量儲(chu) 備對於(yu) 維持大腦的正常功能至關(guan) 重要。

成年人通常每晚需要7-9小時的睡眠。為(wei) 了提高睡眠質量,可保持規律的睡眠時間、營造一個(ge) 舒適安靜的睡眠環境、避免晚上攝入咖啡因和酒精、睡前遠離手機等電子產(chan) 品的聲光幹擾。

(作者係華中師範大學副教授、中國神經科學學會(hui) 科普與(yu) 繼續教育委員會(hui) 委員)

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