日前 , 波士顿大学(Boston University)科学家进行一项测试 , 并史无前例地拍下了人体脑部自我清洗的整个过程 。 在下面这张图里 , 红色是进入脑部的血液 , 而蓝色是脑脊液(Cerebrospinal fluid , CSF) 。 透过这张图 , 科学家们惊讶的发现 , 睡眠的时候 , 血液会周期性的大量流出大脑 。 但血液流出大脑时 , 脑脊液就会随即进入清除存在脑部的毒素 , 包括导致阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白 。
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这样的人体脑部自我清洗活动 , 只有在人体进入睡眠状态后才会发生 。 此外 , 科学家们还发现了是人体脑电波指挥了这样的脑部清洗过程 , 使得这个发现成果被刊登在《Science》杂志上 。 这个发现也让罗切斯特大学(University of Rochester)的神经科学家Maiken Nedergaard感到赞叹 。
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在这个研究中 , 科学家们让13个志愿者带上脑电帽 , 在核磁共振(MRI)机器内里睡觉 , 并进行观测 。 脑电图会显示该志愿者处于哪个睡眠阶段 , 而MRI机器会测量志愿者的血氧水平 , 以及脑脊液流进流出的数量 。 经过观测的发现了 , 睡眠时大脑里的血氧浓度出现了明显的大周期变化 , 也就是说血液会周期性的大量流出大脑 , 随后脑脊液就会流入大脑 。 而当睡醒后 , 大周期不见了 , 脑脊液便没法进入大脑完成有效清洗 。 正如上图所示 , 绿色是血液氧合信号 , 紫色是脑脊液信号 。
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同时 , 人在睡眠大约90-100分钟的时间内 , 大脑会经历5个不同的阶段:入睡期、浅睡期、熟睡期、深睡期、快速眼动期(REM)。 入睡期阶段时 , 脑波频率开始变缓振幅变小;浅睡期阶段时脑波渐呈不规律进行 , 偶尔会出现被称为"睡眠锭"的高频、大波幅脑波 , 以及被称为"K结"的低频、很大波幅脑波;熟睡期和深睡期阶段时脑波频率只有每秒1~2周 , 但振幅增加较大 , 呈现变化缓慢的曲线 , 而且均不出现眼球快速跳动现象;快速眼动期时脑波改变迅速 , 出现与清醒状态时相似的脑波频率和波幅 。 科学家们把前四个阶段合称为"非快速眼动期"(non-rapid eye movement sleep , non-REMs) , 而这项新的研究正是专注在非REM阶段的睡眠 , 因为这一个阶段对大脑保留记忆(Memory Retention)非常重要 。
论文的通讯作者劳拉·刘易斯(Laura Lewis)认为 , 因为只有在睡眠过程中 , 大脑里的神经元们才会开始同步活动 。 之所以有这样的推测 , 是因为脑电图的数据显示 , 有神经节律出现后 , 才发生了血液和脑脊液的流转 。 只有当大量的神经元一同停止激发 , 大脑的血量才能下降到足够低的水平 , 才能给予脑脊液涌入的机会 。 而我们醒着的时候 , 神经元们是不会同时开关的 , 这样脑脊液就不会进入大脑 , 来清洗像β淀粉样蛋白这样的代谢副产物 。
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【脑脊液|半夜不睡觉的朋友们注意了!根据研究显示:熬夜真的会变笨!】当β淀粉样蛋白等代谢副产物沉积越来越多时 , 不仅会造成血脑屏障的破环 , 还会造成脑部的神经元变性和死亡 。 简单来说 , 越是熬夜越是会变笨 , 所以 , 别再熬夜了!
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