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【华e生活编译】好像我们没有足够的理由保证至少八小时的睡眠,现在又多了一个。神经元在睡眠期间仍然活跃。我们可能没有意识到,但大脑会利用这段充电时间来清除清醒时积累的垃圾。
睡眠就像软重启。我们知道缓慢的脑电波与安宁的睡眠有关。圣路易斯华盛顿大学医学院(WUSTL)的研究人员现在已经找到了原因。当我们清醒时,我们的神经元需要能量来完成复杂的任务,例如解决问题和将事情记入记忆。问题是它们消耗这些营养物质后会留下残渣。当我们睡觉时,神经元利用这些有节奏的波帮助脑脊液穿过脑组织,并在此过程中排出代谢废物。
换句话说,神经元需要清除垃圾,以免垃圾堆积并可能导致神经退行性疾病。 WUSTL 研究小组在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中表示:“神经元是大脑清理的主要组织者。”
内置垃圾处理器
人类的大脑(以及其他高等生物的大脑)进化到在大脑拥有数十亿个神经元,这些神经元受到血脑屏障的保护。
这些神经元所做的一切都会产生代谢废物,通常以蛋白质碎片的形式。其他研究发现这些片段可能导致阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病。
大脑必须以某种方式处理垃圾,它是通过所谓的类淋巴系统(不,这不是拼写错误)来处理的。该系统携带脑脊液,通过血管附近的通道将碎片从实质中移出。然而,这仍然留下了一些问题:究竟是什么驱动类淋巴系统做到这一点——以及如何做到这一点? WUSTL 团队想要找出答案。
为了了解是什么让类淋巴系统倾倒垃圾,科学家们对小鼠进行了实验,将探针插入它们的大脑,并在神经元之间的空间中植入电极。然后他们用氯胺酮麻醉小鼠以诱导睡眠。
动物入睡后,神经元会发出强烈的带电电流。虽然麻醉下的脑电波大多又长又慢,但它们在脑脊液中诱发了相应的电流波。然后,液体会流过硬脑膜(大脑和头骨之间的外层组织),并带走垃圾。
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只需冲洗即可
科学家们想要确认神经元确实是推动类淋巴系统发挥作用的力量。为此,他们对一些小鼠的大脑进行基因改造,使其在睡眠时几乎消除神经元活动(尽管没有达到脑死亡的程度),同时让其余小鼠保持不变以进行比较。
在这些经过基因改造的小鼠中,之前看到的长而慢的脑电波是无法检测到。结果,液体不再被推动将代谢废物带出大脑。这只能意味着神经元必须活跃才能使大脑的自我清洁循环发挥作用。
与此同时,研究小组发现,未经工程改造的小鼠的脑电波存在波动,电波速度稍快,被认为是针对难以清除的碎片(至少,这是研究人员的假设)。这就像洗盘子,然后需要稍微用力擦洗有特别顽固残留物的地方。
研究小组表示:现在我们知道神经元可以启动类淋巴系统。了解更多有关代谢废物的积累和清理的信息可能有助于我们了解神经退行性疾病。这绝对是入睡前要考虑的事情。
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